Оптическое сканирующее устройство Советский патент 1992 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в системах оптико-механического сканирования изображения.

Известно оптическое сканирующее устройство, содержащее зеркальный многогранник, установленный с возможностью вращения, объектив и приемник излучения, расположенный в фокальной плоскости объектива.

Излучение элементов поля обзора направляется плоскими зеркалами (отдельными гранями многогранника) на объектив, проецирующий изображение местности на всю поверхность приемника излучения. В процессе вращения многогранника визируются различные участки местности, и поток излучения, падающий на приемник, изменяется. Это излучение с помощью приемника преобразуется в переменный сигнал, который пропорционален разности излучений двух соседних участков поля обзора. При вращении многогранника осуществляется построчное сканирование поля обзора, а сканирование по кадру осуществляется за счет движения всей системы в направлении, параллельном оси вращения зеркального многогранника.

Недостатком устройства является низкая скорость сканирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оптическое сканирующее устройство, содержащее триэдр, первое зеркало, установленное в ходе отраженных от триэдра лучей, второе зеркало, причем первое и VJ

СП

ю

Јs

рое зеркала установлены под одинаковым углом к их оси вращения, расположенной перпендикулярно оси симметрии триэдра, объектив и приемник излучения, размещенный а фокальной плоскости объектива. Из- лучения от объекта наблюдения попадают одновременно на оба зеркала и, отражаясь от них, направляются на объектив и фокусируются на приёмнике излучения. При этом для сканирова ЙШГтакого же поля, что и в аналоге, сканирующие зеркала имеют в два раза меньшие размеры, что позволяет повысить скорость сканирования.

Однако, поскольку на первое зеркало излучение падает, отразившись от триэдра, изображение, формируемое этим потоком на приемнике излучения, получается зеркально обращенным по отношению к изображению, сформированнЪму на приемнике излучения потоком, идущим от второго зеркала Поэтому на все точки плоскости изображения объектива, кроме одной, расположенной на оси объектива, излучение попадает от диаметрально противоположных относительно оси объектива точек пространства, т.е. в одну и ту же точку проецируются изображения от различных точек поля обзора одновременно, поэтому известное устройство не может работать с многоэлементными, например, матричны- ми приемниками излучения, что существенно ограничивает информативность оптического сканирующего устройства.

Цель изобретения - повышение информативности оптического сканирующего уст- ройства.

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом сканирующем устройстве, содержащем триэдр, первое зеркало, установленное в ходе отраженных от триэдра лучей, второе зеркало, при чем первое и второе зеркала установлены под одинаковым углом к их оси вращения, расположенной перпендикулярно оси симметрии триэдра, объектив, приемник излучения, размещенный в фокальной плоскости объектива, согласно изобретению между первым зеркалом и объективом установлено третье зеркало под углом 45° к оси вращения зеркал, между вторым зеркалом и объективом установле- ны четвертое и пятое зеркала, расположенные под углом 45° друг к другу, при этом четвертое зеркало размещено под углом 22°30 к леи объектива, а приемник выполнен многоэлементным.

На фиг. 1 показана фронтальная проекция сканирующего устройства; на фиг 2 - то же, вид сверху.

Сканирующее устройство содержит первое зеркало 1, второе зеркало 2, триэдр

3 и объектив 4, в фокальной плоскости которого расположен приемник 5 излучения. При этом первое зеркало 1 установлено в ходе отраженных от триэдра 3 лучей, а второе зеркало 2 установлено симметрично с первым относительно их общей оси 00 вращения, расположенной перпендикулярно оси симметрии триэдра 3. На пути светового потока между первым зеркалом 1 и объективом 4 установлено третье зеркало 6 под углом 45° к оси 00 вращения зеркал 1 и 2, а между вторым зеркалом 2 и объективом 4 установлены четвеотое и пятое зеркала 7, 8, расположенные лсд углом 45° друг к другу, при этом четвертое зеркало 8 размещено под углом 22°301 к оси объектива 4. Зеркала три б, четыре 8, пять 7 закреплены жестко относительно объектива 4 и приемника 5 излучения, который выполнен многозле- ментным.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от объекта падает одновременно на зеркала 1 и 2, причем на зеркало 1, которое в данный момент времени обращено в сторону, противоположную объекту сканирования, излучение поступает, отразившись от триэдра 3. Отраженные зеркала- ми 1 и 2 световые пучки падают соответственно на третье зеркало 6 и четвертое зеркало 8, после чего отраженный от зеркала 6 световой поток с помощью объектива 4 фокусируется на приемнике 5 излучения, а отраженный от зеркала 8 световой поток с помощью пятого зеркала 7 направляется тоже на объектив 4 и фокусируется на приемнике 5 излучения. При вращении зеркал 1 и 2 относительно общей оси 00 осуществляется построчное сканирование поля обзора, а сканирование по кадру осуществляется за счет движения всей системы в направлении, параллельном оси 00 вращения зеркал 1 и 2.

Два световых пучка, отраженные соответственно от зеркал 1,6 и 2,7,8, формируют два действительных изображения поля обзора, которые совмещаются в плоскости изображения объектива 4, при этом в каждую точку плоскости изображения объектива попадают излучения определенного элемента поля обзора через два сканирующих зеркала 1 и 2 одновременно, поэтому в сканирующем устройстве можно работать многоэлементными матричными приемниками излучения, в результате чего повышается информативность оптического сканирующего устройства.

Формула изобретения

Оптическое сканирующее устройство, содержащее триэдр, первое зеркало, установленное в ходе отраженных от триэдра лучей, второе зеркало, причем первое и второе зеркала установлены под одинаковым углом к их оси вращения расположенной перпендикулярно оси симметрии триэдра, объектив, приемник излучения, размещенный в фокальной плоскости объектива, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, между первым зеркалом и

объективом установлено третье зеркало под углом 45° к оси вращения зеркал, между вторым зеркалом и объективом установлены четвертое и пятое зеркала, расположенные под углом 45° друг к другу, при этом четвертое зеркало размещено под углом 22°30 к оси объектива, ось объектива перпендикулярна оси вращения зеркал, а приемник выполнен многоэлементным.

Использование: системы оптико-механического сканирования изображения. Сущность изобретения: устройство содержит триэдр, первое зеркало, установленное в ходе отраженных от триэдра лучей, второе зеркало, причем первое и второе зеркала установлены под одинаковым углом к их оси вращения, расположенной перпендикулярно оси симметрии триэдра, объектив, приемник излучения, размещенный в фокальной плоскости обьектива, между первым зеркалом и объективом установлено третье зеркало под углом 45° к оси вращения зеркал, между вторым зеркалом и объективом установлены четвертое и пятое зеркала, расположенные под углом 45° друг к другу, при этом четвертое зеркало размещено под углом 22°30 к оси объектива, а приемник выполнен многоэлементным. Устройство осуществляет сканирование поля обзора двумя зеркалами одновременна, при этом отраженные от двух сканирующих зеркал световые пучки формируют два изображения одного объекта, которые, совмещаясь в фокальной плоскости объектива, повышают информативность изображения. 2 ил. С

О

в

Фиг. 2