DE2121918A1

DE2121918A1 - Scanning prism

Info

Publication number: DE2121918A1
Application number: DE19712121918
Authority: DE
Inventors: Otto Dr.-Ing. 8011 Kirchstockach Hofmann
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1971-05-04
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1972-11-16
Also published as: FR2135181B1; FR2135181A1

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, den 27.4.1971Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, April 27, 1971

Gesellschaft mit beschränkter B 511 Cz/bkLimited company B 511 Cz / bk

Haftung 7226 O101Q1QLiability 7226 O101Q1Q

München 2 1 2 I 9 I OMunich 2 1 2 I 9 I O

"Abtastprisma""Scanning prism"

Die Erfindung betrifft ein Abtastprisma zum veränderlichen Ablenken eines parallelen Strahlenbündels mit vier aufeinander senkrecht stehenden Begrenzungsflächen und einer zu den Begrenzungsflächen parallelen und durch den'Schwerpunkt des Abtastprismas laufenden Drehachse, das aus zwei, je zwei der Begrenzungsflächen enthaltenden Einzelprismen besteht.The invention relates to a scanning prism for the variable deflection of a parallel bundle of rays with four on top of one another perpendicular boundary surfaces and one parallel to the boundary surfaces and through the center of gravity of the Scanning prism running axis of rotation, which consists of two single prisms each containing two of the boundary surfaces.

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Derartige Abtastprismen werden zum zeilenweisen Abtasten von vorgegebenen Gegenständen in einem Aufnahmesystem benutzt; vgl. Naumann, "Optik für Konstrukteure", 2.Auflage 196α, Seite 73. Die beiden Einzelprismen sind jeweils auf ihrer Hypotenusenfläche verspiegelt, so daß bei einer Umdrehung des Abtastprismas um seine Drehachse das austretende Strahlenbündel zweimal gedreht wird.Such scanning prisms are used for line-by-line scanning of predetermined objects in a recording system used; see Naumann, "Optik für Konstrukteure", 2nd edition 196α, page 73. The two individual prisms are each mirrored on their hypotenuse surface, so that with one rotation of the scanning prism about its axis of rotation, the emerging beam is rotated twice.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine neue geometrische Aufteilung des Abtastprismas bei einer Umdrehung vier Abtastungen zu erhalten.The object of the invention is, by means of a new geometric division of the scanning prism with one revolution, four Get samples.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einzelprismen zusätzlich symmetrisch mit einem durch die Drehachse laufenden Schnitt geteilt sind und die Grenzschichten zwischen den so entstandenen Prismen einen kleineren Brechungsindex als die Prismen aufweisen.This object is achieved according to the invention in that the individual prisms are also divided symmetrically with a section running through the axis of rotation and the Boundary layers between the resulting prisms have a smaller refractive index than the prisms.

Durch die Unterteilung des Abtastprismas in vier geometrisch gleiche Prismen kann eine Zeile eines Gegenstandes während einer Umdrehur.g des Prismas um seine Drehachse viermal abgetastet werden.By dividing the scanning prism into four geometrically identical prisms, a line of an object can be seen during one Umdrehur.g of the prism can be scanned four times around its axis of rotation.

Da die Grenzschicht zwischen den einzelnenAs the boundary layer between each

Prismen einen_:geringen Brechungsindex, vorzugsweise um den Wert 1 aufweist, wird das parallele Strahlenbündel nur dann umgelenkt, wenn der Einfallswinkel den Bedingungen für eine Totalreflexion genügt. Andernfalls wird das Strahlenbündel lediglich seitlich versetzt.Prisms _a: low refractive index, preferably by the value 1, is the parallel beam only be deflected when the incident angle satisfying the conditions for total reflection. Otherwise the bundle of rays is only shifted laterally.

Die Erfindung ist anhand der Figur näher erläutert, die einen zu der Drehachse senkrechten Querschnitt eines Abtastprismas gemäß der Erfindung zeigt.The invention is explained in more detail with reference to the figure, which shows a cross section of a scanning prism perpendicular to the axis of rotation shows according to the invention.

Auf ein in seinen äußeren Begrenzungen als Würfel ausgebildetes Abtastprisma 1 trifft ein von einem nicht darge-A scanning prism 1, which is designed as a cube in its outer boundaries, is hit by a scanning prism (not shown)

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stellten Gegenstand ausgehendes paralleles Strahlenbündel 2 auf. Das Abtastprisma 1, das um eine nur schematisch angedeutete Achse 4 drehbar ist, ist aus vier geometrisch gleichen Prismen 11, 12, 13 und 14 mit Begrenzungsflächen 31, 32, 33 und 34 zusammengesetzt.set up object outgoing parallel beam 2. The scanning prism 1, which is only indicated schematically Axis 4 is rotatable, consists of four geometrically identical prisms 11, 12, 13 and 14 with boundary surfaces 31, 32, 33 and 34 assembled.

• Die Grenzschicht 5 zwischen diesen Einzelprismen 11 bis 14 ist als paralleler Luftspalt mit einem Brechungsindex von ungefähr 1 ausgebildet. Der Brechungsindex η des Prismenmaterials kann je nach Verwendungszweck variiert werden und z.B. für die Abtastung eines Gegenstandes im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums zu ungefähr 1,5 gewählt i.'erden.• The boundary layer 5 between these individual prisms 11 to 14 is a parallel air gap with a refractive index of trained about 1. The refractive index η of the prism material can be varied depending on the intended use and E.g. for the scanning of an object in the visible range of the optical spectrum chosen to be approximately 1.5 i'erden.

Zur Aufnahme des abgelenkten parallelen Lichtstrahlenbündels ist ein Objektiv 6 mit einem v/irksamen Durchmesser D vorgesehen, das das abgelenkte Strahlenbündel 2 auf einen Fotoempfänger 7 fokussiert.An objective 6 with an effective diameter D is provided to record the deflected parallel light beam, which focuses the deflected bundle of rays 2 onto a photo receiver 7.

Ein Randstrahl 21 des Strahlenbündels 2 trifft in der gezeigten Drehstellung des Abtastprismas 1 unter dem Winkel ß auf die Begrenzungsfläche 31 des Prismas 11 auf, wird in dieses hereingebrochen und trifft nach einer seitlichen Versetzung in der Grenzschicht 5 zwischen dem Prisma 11 und dem Prisma 11 auf die Grenzschicht 5 zv;ischen dem Prisma 14 und dem Prisma 13; hier findet Totalreflexion statt, so daß der Randstrahl 21 parallel zur optischen Achse des Objektives 6 unter dem gleichen Winkel β aus dem Prisma 14 austritt.An edge ray 21 of the bundle of rays 2 strikes in FIG Rotary position of the scanning prism 1 at the angle β on the boundary surface 31 of the prism 11 is shown in this broken in and hits after a lateral displacement in the boundary layer 5 between the prism 11 and the Prism 11 on the boundary layer 5 zv; ischen the prism 14 and the prism 13; total reflection takes place here, so that the marginal ray 21 is parallel to the optical axis of the objective 6 exits the prism 14 at the same angle β.

Ein in der Figur rechts davon liegender Strahl 22 wird bereits nach einer Brechung in das Prisma 11 an der Grenzschicht 5 zwischen dem Prisma 11 und dem Prisma 12 reflektiert j der Strahl 22 verläßt das Prisma 14 parallel zu dem Strahl 21. Für die übrigen Strahlen, z.B. den Randstrahl 23 gilt entsprechendes.A beam 22 lying to the right of it in the figure is already after a refraction into the prism 11 at the boundary layer 5 reflected between the prism 11 and the prism 12 j the ray 22 leaves the prism 14 parallel to the ray 21. For the remaining rays, e.g. the marginal ray 23 the same applies.

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208847/0328 feAD original208847/0328 feAD original

— ft -- ft -

Durch die zweifache Spiegelsymmetrie des Äbtastprismas 1 wird bei einer Umdrehung des Abtastprismas um ,seine Achse eine Zeile des Gegenstandes viermal abgetastet.Due to the double mirror symmetry of the scanning prism 1 one line of the object is scanned four times during one revolution of the scanning prism, its axis.

Selbstverständlich ist es möglich, z.B. zur Aufnahme von infraroter Strahlung den Brechungsindex der Prismen 11 bis 14 höher als 1,5," etwa zwischen den Werten 2 und 5 zu wählen; die Grenzschicht 5 kann dann ebenfalls aus Luft oder z.B. aus Glas mit dem Brechungsindex 1,5 sein. Es ist ersichtlich, daß sich durch die Variierung der Brechungsindizes, des Prismenmaterials und der Grenzschicht und des davon abhängigen Winket für die Totalreflexion der Abtastwinkel den gewünschten Gegebenheiten anpassen läßt.Of course, it is possible, for example to record infrared radiation, to adjust the refractive index of the prisms 11 to 14 higher than 1.5, "to choose between the values 2 and 5; the boundary layer 5 can then also consist of air or, for example, made of glass with a refractive index of 1.5. It can be seen that by varying the refractive indices, the prism material and the boundary layer and the Depending on the angle for total reflection, the scanning angle can be adapted to the desired conditions.

-Patentansprüche--Patent claims-

209847/032-8209847 / 032-8

Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 'April 27, 1971

Limited company B 511 Cz / bk

Liability "7226

Munich

Claims

f l.)> Scanning prism for the variable deflection of a parallel beam with four mutually perpendicular boundary surfaces and an axis of rotation parallel to the boundary surfaces and running through the center of gravity of the scanning prism, which consists of two individual prisms each containing two of the boundary surfaces, characterized in that the Individual prisms are additionally divided symmetrically with a section running through the axis of rotation (4) and the boundary layer (5) between the prisms (11-14) thus created has a smaller refractive index than the prisms (11-14).

2.) Scanning prism according to claim 1, characterized in that the boundary layer (5) has a Has a refractive index of about 1.

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