Сканирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК G02B26/10 

.. . I Изобретение относится к сканирукиц устройствам, предназначеннм для использования в системах формирования изображения широких участков поверхн сти, устанавливаемых на летательных аппаратах. Известно широкоугольное сканирующее устройство, в котором в качестве развертывающего элемента используется трехгранная зеркальная пирамида, установленняа перед объективом. Стро ная развертка в зтйх устройствах осу ществляется цр линейному закону.за счет вращения пирамиды вокруг оси, параллельной оптической.оси объектилаШ. Недостатком сканирующих устройст1 с линейным cKaTfeif 6ffaHHeM Авляется наличие геометрических искажений и неравномерности освещенности изображения вдоль строки. Известно сканирующее устройство с круговой разверткой, содержащее сферическое зеркало (объектив) и по крайней мере одну систему, пов.оротг ную вокруг его оптической оси, из афокального корректора сферической аберрации зеркала и элементов, отклоняющих отраженный зеркалом световой поток к приемнику, размещенному на его оптической оси, при этом оптичес -. кая ось афокального корректора пересекает рптическую ось зеркала в центре его кривизны, с которым совмещен центр входного зрачка устройства 2. Корректоры в известном устройстве выполнены в виде выпуклых зеркал. Такое устройство осуществляет сканиг рование в углах не более 30 . Угол сканирования в нем является функцией угла наклона оптической оси корректора к онтической оси зеркала. В случае необходимости создания устройства с углом сканирования, большим 30 , угол наклона оси корректора увеличивается, а габариты, и, следовательно, вес устройства станов.ятся

неприемлемыми для использования его на борту летательного аппарата.

Цель изобретения увеличение угла сканирования до 90.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем сферическое зеркало и по крайней мере одг ну систему, поворотную вокруг его oптичecfcbйоси, из афокального коррек тора сферической аберрации зеркала и элементов, отклоняющих отраженный зерклапон световой поток к приемнику, размещенному на его оптической оси, при этом оптическая ось афокального корректора пересекает оптическую ось зеркала в центре его кривизны, с которым совмещен центр входного зрачка устройства, корректоры выполнены . линзовыми.

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, оптическая схема; на фиг. 2- вид А на фиг, 1.

Сканирунлцее устройство содержит сферическое зеркало-1, афокальный линзовый корректор 2 сферической аберрации зеркала 1 и элементы, направляющие отраженный зеркалом ) световой поток, диафрагму 3, линзовый компо-Нент 4., зеркало 5, зеркальную пирамиду 6. Центр входного зрачка 7 устройства- совмещен с центром кривизны С зеркала 1.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток, прошедший через вход зрачка 7 и отраженный зеркалом 1, собирается корректором 2 на фокальной поверхности зеркала 1, куда помещается полевая диафрагма 3. Пройдя через диафрагму 3, поток линзовым компонентом 4, зеркалом 5 и одной из граней пирамиды 6 направляется кприемнику 8. В каждый момент времени зеркало 1 работает только зоной, ограни - ченной апертурой корректора 2 и образует с ним объектив, оптическая ось которого при вращении полого вала 9 с укрепленными на нем штангами 10 описывает в пространстве коническую поверхность, обеспечивая круговую Строчную развертку. При этом длина строки ограничивается размером зеркала 1 , так как последнее слу жит затвором : свет на приемник 9 попадает только во время перемещения светового пучка диаметром D (фиг. 2).по поверхности зеркала 1. С целью обеспечения заданного разрешения при одновременном уменьшении

774604

скорости вращения вала 9 в устройстве может быть предусмотрена не одна штэцга 10 с установленными в ней оптическими элементами, а несколько. J При этом расположение штанг 10 и размеры зеркала 1 выбираются таким образом,что в каждый момент времени свет на приемник 8 попадает только через одну из них.Кадровая развертка осу10 ществляется за счет движения летательного аппарата, на котором установлено сканирующее устройствб,Увеличению угла сканирования обусловленному увеличением угла накfj лона оптической оси корректора к оптической оси зеркала, в известном устройстве препятствует виньетирование пучка света, отраженного от корректоров .Этого не происходит в предла2Q гаемом устройстве с линзовыми корректорами, что делает возможным увеличение в нем угла сканирования.

Кроме того, создание зеркальных объективов большого диаметра с достаточно высоким качеством изображения возможно лишь при сравнительно небольших отверстиях (1:7-1:3), в то время как объективы с линзовьпу1и корректорами такого же качества могут 30 иметь относительное отверстие порядка 1:1-1:0,7. Откуда следует, что при ра- венстве диаметров световых пучков в изветсном устройстве центр кривизны отстоит на большее расстояние от по верхности зеркала, а полый вал - от его края, чем в предлагаемом устройстве с линзовыми корректорами. Это означает, что даже при равенстве углов сканирования габариты устройства с линзовыми корректорами .меньше, чем у устройства с зеркальными корректорами. Этому же способствует в предлагаемом устройстве и то, что зеркало., осуществляя, функцию затвора, выполнено в виде неполного круга.

Формула изобретения

Сканирующее устройство, содержащее сферическое зеркало и по крайней мере одну систему, поворотную вокруг его оптической оси, из афокального корректора сферической аберрации зеркала и элементов, направляющих отраженный зеркалом световой поток к приемнику, размещенному на его оптической оси, при этом оптическая ось кор