DE3217785C1

DE3217785C1 - Optisch-mechanischer Abtaster

Info

Publication number: DE3217785C1
Application number: DE19823217785
Authority: DE
Inventors: Rolf 8018 Grafing Maier
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1982-05-12
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1983-12-15

Description

Patentansprüche 1 Optisch-mechanischer Abtaster mit einer Lichtuele und einem rotierenden refraktiv wirkenden keilfaDirmilgen Element sowie einer nachgeschalteten rotierenden, scHig zur Rotationsachse geneigten Spiegelanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Element als Keilplatte ;t113 3i mit zwei konisch zueinander geneigten Planiläthen ausgebilde ist und die Spiegelanordnung aus einem iytarnidenspiegel (12) besteht, dessen einzelne Spiegelilächen unterschiedlich zur Dreihadhse(14)genielgtsind 2. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ilir die Keilplatte (11) und den l'yramidenspiegel (12) gesonderte in ihrer Drehzahl aufeinander abgestimmte Motore (13a, 13b) vorgesehen sind Die Erfindung bezieht sich auf einen optisch-mechani .
schen Abtaster mit einer Lichtquelle und einem rotierenden refraktiv wirkenden keilförmigen Element sowie einer nachgeschalteten rotierenden, schräg zur Rotationsachse geneigten Spiegelanordnung.
Es ist bekannt, zur Verschiebung von Zeilen auf elektrooptische Apparaten einen der refraktiv wirkenden rotierenden Platte nachgeschalteten, ebenfalls rotierenden Spiegel mit zur Drehachse geneigter Reflexionsfläche zu benutzen. Hierbei wird als keilförmiges refraktiv wirkendes Element eine Kreisscheibe mit für beide Hälften unterschiedlichem Keilwinkel verwendet. Das Abtastfeld dieser Einrichtung ist jedoch beschränkt und eine Lichtstrahlführung in Form der Abwälzung des Strahls auf einem Kegelmantel ist nicht möglich.
Weiter ist ein Verfahren zur Realisierung von Lichtpunktdisplays bekanntgeworden, bej dem ein refraktives rotierendes Prisma mit paarweise unterschiedlich zur Drehachse geneigten Planflächen vorhanden ist. Auch mit dieser Einrichtung ist ein großes Abtastfeld bei kleiner Bauweise nicht zu erreichen. Alle diese zum Stand der Technik zählenden Konzeptionen sind vor allem für den Großraumabtastungsbereich viel zu aufwendig in bezug aßif Raumbedarf und Gewicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optisch-mechanischen Abtaster der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine sehr kleine Bauart aufweist, aber einen großen Raumabtastungsbe-' reich umfaßt.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher und doch äußerst zuverlässiger Weise durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel abgehandelt und in der Zeichnung schematisch dargestellt Dieses in der einzigen - Figur der Zeichnung dargestellte Ausführiingsbeispiel zeigt die in einem rechteckigen Gehäuse 20 untergebrachte Abtasteinrichtung- Zur näheren Erläuterung der Größenverhältnisse sei angeführt, daß ein konzipiertes Ausführungsbeispiel einen Innendurchmesser von 15 mm, eine Breite von 35 mm und eine Gesamtlange von knapp 100 mm aufweist In diesem äußerst kleinen Gehäuse 20 ist ein Lasersender 10 angeordnet, der vorzugsweise ein Halbleiterlaser vom Typ eines Gallium-Arsenit-Lasers ist Dem Ausgangsstrahl tOa dieses Lasers ist eine rotierende Keilplatte 11 und ein verspiegeltes Pyramidenprisma 12 zugeordnet Jedes dieser beiden Elemente 11 und 12 wird von einer rotierenden Scheibe 13c gehalten, die jeweils von einem Getriebemotor 13a, 13b in Drehung versetzt werden, wobei diese Drehung gegenläufig ist.
Das Gehäuse 20 weist im Bereich der optischen Glieder 11, 12 ein Strahlfenster 21 auf, das in Form und Ausmaß so gestaltet ist, daß ein Sichtwinkel von 900 bis 1200 freigegeben wird. Um nun mit minimalstem optischen Aufwand diesen großen Flächenbereich überdecken zu können, ist der rotierenden Keilplatte 11 ein gegenläufig rotierendes - als - Polygonspiegel ausgebildetes - Pyramidenprisma 12 zugeordnet, dessen Flächenausmaße in Umfang und Winkelstellung unterschiedlich in bezug auf die Systemachse 14 ausgebildet sind.
Die Getriebemotoren der optischen Elemente 11, 12 werden von einer (nicht gezeichneten) elektronischen Programmsteuerung in ihrer Geschwindigkeit, Rhyth--mus und Reihenfolge gesteuert.
Durch die zu einem Polygonspiegel zusammengefaßten mehreren geneigten Spiegelflächen, wobei diese unterschiedlich zur Drehachse geneigt sind, werden aufeinanderfolgende Zeilen mit unterschiedlicher Zeilenhöhe geschrieben. Diese zeilenförmigen Bewegun- -gen des Abtastpunktes überlagert sich eine annähernd kreisförmige Bewegung des Abtastpunktes, in dem die dem Pyramidenspiegel vorgeschaltete Keilplatte auf jede einzelne Reflexionsfläche des Pyramidenspiegels einen Lichtstrahl auftreffen läßt, der sich gleichsam auf einem Kegelmantel abwälzt. Hierdurch ergibt sich ein extrem großes Abtastfeld bei kleiner Bauweise.

Claims

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist nun die Herstellung eines äußerst funktionstüchigen, in Maß und Gewicht optimal minimierten optisch-mechanischen Abtasters bzw. Laser-Scanners ermöglicht worden, der nicht nur zur großflächigen Geländeabtastung von Flugkörpersuchkopfen geeignet ist, sondern insbesondere in der Raumfahrt wesentliche Vorteile erbringt.