DE2017848C3

DE2017848C3 - optical arrangement for mechanical scanning of an image generated by an objective

Info

Publication number: DE2017848C3
Application number: DE19702017848
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu; Kishikawa Toshiro; Sunaga Yasumasa; Ohmiya Saitama Doi (Japan)
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Filing date: 1970-04-14
Publication date: 1976-10-28

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung zum mechanischen Abtasten eines von einem Objektiv erzeugten Bildes durch Drehen eines Spiegels und eines reflektierenden polyederförmigen Elements um eine zur Drehachse des Spiegels senkrechte Achse mit einer Spiegelanordnung zum Empfang eines Strahlenbündels von einem Objektiv und zum Reflektieren dieses Strahlenbündels. Bei bekannten optischen Anordnungen dieser Art reflektiert das rotierende polyederförmige Element das von einem Objekt kommende fokussierte Strahlenbündel, so daß die Ebenflächigkeit des reflektierten Bildes beeinträchtigt wird. Ferner muß bei der bekannten optischen Anordnung das rotierende polyederförmige Element unerwünscht groß sein, wenn das Bild in einem relativ großen Bereich abgetastet werden soll.The invention relates to an optical arrangement for mechanically scanning one of an objective generated image by rotating a mirror and a reflective polyhedral element over an axis perpendicular to the axis of rotation of the mirror with a mirror arrangement for receiving a Beam from a lens and for reflecting this beam. With known optical In arrangements of this type, the rotating polyhedron-shaped element reflects that of an object coming focused beam, so that the flatness of the reflected image is impaired will. Furthermore, in the known optical arrangement, the rotating polyhedron-shaped Element may be undesirably large if the image is to be scanned over a relatively large area.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung zum mechanischen Abtasten eines von einem Objektiv erzeugten Bildes durch Drehen eines reflektierenden Polyeders zu schaffen, die ohne Beeinträchtigung der Ebenflächigkeit des Bildes eine Erhöhung der Drehzahl des rotierenden Polyeders ,·; und eine Vergrößerung der Abtastzeilenfrequenz oder der Bildfrequenz ermöglicht.The object of the invention is to provide an optical arrangement for mechanically scanning an image generated by an objective by rotating a reflective polyhedron without affecting the flatness of the image Increasing the speed of the rotating polyhedron, ·; and an increase in the scanning line frequency or the frame rate allows.

Diese Aufgabe wird bei einer optischen Anordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter WeiseThis object is achieved according to the invention with an optical arrangement of the type described at the outset solved in that in a known manner

ίο ein erstes Objektiv zum Umwandeln des von der Spiegelanordnung reflektierten Strahlenbündels in ein Parallelstrahlenbündel, in dessen Strahlengang das drehbare polyederförmige Element mit mehreren reflektierenden Flächen angeordnet ist, und ein zweites Objektiv zum Erzeugen eines scharfen Bildes mit Hilfe des von mindestens einer der reflektierenden Flächen des polyederförmigen Elements reflektierten Strahlenbündels vorgesehen sind, daß das Verhältnis zwischen der Brennweite des ersten Spiegels und desίο a first lens to convert the from the Mirror arrangement reflected beam in a parallel beam, in whose beam path the rotatable polyhedral element is arranged with a plurality of reflective surfaces, and a second Lens for creating a sharp image with the aid of at least one of the reflective Surfaces of the polyhedral element reflected beam are provided that the ratio between the focal length of the first mirror and the

ao ersten Objektivs groß und zwischen dem Objektiv und dem polyederförmigen Element mit reflektierenden Flächen eine Austrittspupille angeordnet ist. Da in der erfindungsgemäßen optischen Anordnung durch das drehbare polyederförmige Element einao first lens large and between the lens and the polyhedron-shaped element with reflective Surfaces an exit pupil is arranged. As in the optical arrangement according to the invention through the rotatable polyhedral element

as ParallelstrcJilenbündel reflektiert wird, ist die Ebenflächigkeit des durch das zweite Objektiv erzeugten Bildes wesentlich verbessert. Durch das erfindungsgemäße Verhältnis der Brennweite wird der Durchmesser des parallelen Strahlenbündels vermindert, so daß zur Erhöhung der Drehzahl des rotierenden Polyeders ein kleineres rotierendes Element eingesetzt werden kann.he parallel bundle of lines is reflected, is the flatness the image generated by the second lens is significantly improved. By the invention In relation to the focal length, the diameter of the parallel bundle of rays is reduced, see above that a smaller rotating element is used to increase the speed of the rotating polyhedron can be.

Aus der DT-PS 6 56 475 ist eine optische Anordnung zur Bildzusammensetzung oder BildzerlegungFrom DT-PS 6 56 475 is an optical arrangement for image composition or image decomposition

für Fernsehzwecke bekannt, bei der ein erstes Objektiv zum Umwandeln des von der Spiegelanordnung reflektierten Strahlenbündels in ein Parallelstrahlenbündel, in dessen Strahlengang das polyederförmige Element mit mehreren reflektierenden Flä-known for television purposes, in which a first lens for converting the from the mirror arrangement reflected beam into a parallel beam, in whose beam path the polyhedral Element with multiple reflective surfaces

chen angeordnet ist, und ein zweites Objektiv zum Erzeugen eines scharfen Bildes mit Hilfe des von mindestens einer der reflektierenden Flächen des polyederförmigen Elements reflektierten Strahlenbündels vorgesehen sind. Diese bekannte Anordnung,Chen is arranged, and a second lens for generating a sharp image using the from at least one of the reflective surfaces of the polyhedron-shaped element reflected beam are provided. This well-known arrangement,

die vermeiden soll, daß die von den einzelnen Spiegeln gezogenen Zeilen sich entweder überdecken oder aber Lücken zwischen ihnen verbleiben, so daß helle oder dunkle Streifen zwischen den Zeilen entstehen, vermag insbesondere das erfindungsgemäße Verhältnis der Brennweiten in der erfindungsgemäßen Merkmalskombination nicht nahezulegen.which is to avoid that the lines drawn by the individual mirrors either overlap or gaps remain between them, so that light or dark stripes appear between the lines, In particular, the ratio according to the invention of the focal lengths in the one according to the invention is capable of Combination of characteristics not to be suggested.

Zweckmäßigerweise teilen die reflektierenden Flächen des polyederförmigen Elements das Parallelstrahlenbündel in zwei Teilstrahlenbündel, wobei Spiegel zum getrennten Reflektieren und Wiedervereinigen der Teilstrahlenbündel zu einem Parallelstrahlenbündel und zu dessen Richten auf das zweite Objektiv vorgesehen sind. Die Aufteilung eines Parallelstrahlenbündels in zwei Teilstrahlenbündel und deren anschließende Zusammenfassung zu einem Parallelstrahlenbündel ist aus der DT-PS 5 85 700 an sich bekannt.The reflective surfaces of the polyhedron-shaped element expediently divide the parallel beam in two partial beams, with mirrors for reflecting and reuniting separately the partial bundle of rays to form a parallel bundle of rays and to direct it onto the second Lens are provided. The division of a parallel beam into two partial beams and their subsequent combination to form a parallel beam is from DT-PS 5 85 700 known per se.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Spiegelanordnung aus einem Hohlspiegel mit zentraler Blendenöffnung und einem schwenkbaren ebenen, die von dem Hohlspiegel reflektierten Strahlen durch die Blendenöffnung auf das erste Objektiv werfenden Spiegel.In a further embodiment of the invention, the mirror arrangement consists of a concave mirror with a central Aperture and a pivotable plane, the rays reflected by the concave mirror through the aperture on the mirror projecting the first lens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. In this shows

F i g. 1 in einer Seitenansicht schematisch ein übliches System undF i g. 1 schematically shows a conventional system in a side view and

Fig. 2 das System nach Fig. 1 in einer Draufsicht; FIG. 2 shows the system according to FIG. 1 in a plan view; FIG.

Fig. 3 und 4 zeigen in größerem Maßstab in Draufsicht einen Teil des Systems nach F i g. 1 und 2 zur Erläuterung seiner Wirkungsweise;Figs. 3 and 4 show on a larger scale Plan view of part of the system according to FIG. 1 and 2 to explain its mode of operation;

Fig. 5 erläutert in einer schematischen Darstellung das Prinzip eines erfindungsgemäß verwendeten afokalen Systems;Fig. 5 explains in a schematic representation the principle of an afocal system used according to the invention;

Fig. 6 zeigt schematisch in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, x56 shows a schematic plan view of an exemplary embodiment of the invention, x5

Fig. 7 ebenfalls schematisch in Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung undFig. 7 also schematically in plan view further embodiment of the invention and

Fig. 8 in Draufsicht ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 8 is a plan view of a third embodiment of the invention.

F i g. 1 und 2 zeigen ein bekanntes reflektierendes so optisches System, doch kann dasselbe Prinzip auch auf ein lichtbrechendes optisches System angewendet werden. Das in Fig. 1 und 2 dargestellte optische System besitzt einen Hohlspiegel 1 α und einen ersten Spiegel 1 mit einer Blendenöffnung 4. Das von dem ersten Spiegel 1 fokussierte Strahlenbündel R wird von einem ebenen zweiten Spiegel 2 reflektiert und tritt durch die Blendenöffnung 4 des ersten Spiegels 1. In dem Strahlengang des durch die Blendenöffnung 4 getretenen Strahlenbündels ist ein polyederförmiges Element 5 angeordnet, das von mehreren ebenen reflektierenden Flächen 6 umgeben ist. Das von einer der reflektierenden Flächen 6 reflektierte Strahlenbündel erzeugt in einer geeignet bemessenen öffnung 7 ein Bild, das von einem Bildempfänger 8 empfangen wird. Der zweite Spiegel 2 schwingt um eine horizontale Achse 3, die durch den Schnittpunkt der optischen Achse mit der reflektierenden Fläche dieses Spiegels 2 geht und zu der optischen Achse rechtwinklig ist. Das polyederförmige Element 5 dreht sich in der Richtung des Pfeils um eine vertikale Achse 5 a. Man erkennt daher, daß das von dem Gegenstand kommende Strahlenbündel in der vertikalen und horizontalen Richtung abgetastet wird.F i g. 1 and 2 show a known reflective optical system, but the same principle can be applied to a refractive optical system. The illustrated in Fig. 1 and 2 optical system has a concave mirror 1 α and a first mirror 1 with an aperture 4. The focused by the first mirror 1 radiation beam R is reflected by a flat second mirror 2 and passes through the aperture 4 of the first Mirror 1. A polyhedron-shaped element 5, which is surrounded by a plurality of flat reflective surfaces 6, is arranged in the beam path of the beam that has passed through the aperture 4. The bundle of rays reflected by one of the reflective surfaces 6 generates an image in a suitably dimensioned opening 7, which image is received by an image receiver 8. The second mirror 2 oscillates about a horizontal axis 3 which passes through the intersection of the optical axis with the reflective surface of this mirror 2 and is at right angles to the optical axis. The polyhedral element 5 rotates in the direction of the arrow about a vertical axis 5 a. It can therefore be seen that the beam coming from the object is scanned in the vertical and horizontal directions.

Wenn in einem derartigen optischen System der optische Abstand zwischen der Blendenöffnung 4 in dem ersten Spiegel 1 und der öffnung 7, in welcher das Bild erzeugt wird, zu groß wird, muß der zweite Spiegle 2 sehr groß oder der Abstand zwischen dem ersten Spiegel 1 und dem zweiten Spiegel 2 klein sein, wenn das System eine hohe Lichtstärke hat bzw. die zentral in dem gewölbten Spiegel 1 angeordnete Blendenöffnung relativ groß ist. Daher müssen die Blendenöffneung 4 des ersten Spiegels 1 und die öffnung 7 in einem relativ kurzen Abstand voneinander angeordnet werden und müssen die reflektierende Fläche 6 des rotierenden Elements 5 und die öffnung? in einem noch kleineren Abstand voneinander angeordnet werden. Bei einem so kleinen Abstand zwischen der reflektierenden Fläche 6 des rotierenden Elements 5 und der öffnung 7 treten folgende Nachteile auf:In such an optical system, when the optical distance between the aperture 4 in the first mirror 1 and the opening 7, in which the image is generated, becomes too large, the second must Mirror 2 very large or the distance between the first mirror 1 and the second mirror 2 be small, when the system has a high light intensity or that arranged centrally in the curved mirror 1 Aperture is relatively large. Therefore, the aperture 4 of the first mirror 1 and the opening 7 are placed at a relatively short distance from each other and must be reflective Surface 6 of the rotating element 5 and the opening? be arranged at an even smaller distance from each other. With such a small distance The following occur between the reflective surface 6 of the rotating element 5 and the opening 7 Disadvantages on:

Aus der F i g. 3 geht hervor, daß das optische Bild 9 eines Objekts vor seiner Reflexion auf der reflektierenden Fläche 6 des rotierenden Elements 5 die erforderliche Ausdehnung hat und der reflektierte mittlere Strahl 10 dieses optischen Bildes 9 in der öffnung 7 ein Bild erzeugt, wenn die reflektierende Fläche 6 unter einem Winkel von 45° zu der optischen Achse geneigt ist Zum Reflektieren des an dem horizontalen Rand des optischen Bildes 9 vorhandenen Randstrahls 11 derart, daß dieser zum Erzeugen eines scharfen Bildes in der öffnung 7 verwendet wird, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist, muß die reflektierende Fläche 6 um einen Winkel θ gedreht werden. Dieser Verdrehungswinkel θ muß natürlich bei zunehmendem Bildwinkel bzw. bei zunehmendem Abstand zwischen dem mittleren Strahl 10 und dem Randstrahl 11 und bei abnehmendem Abstand α zwischen der Reflexionsstelle auf der reflektierenden Fläche 6 und der öffnung 7 kleber werden. Wenn die reflektierende Fläche 6 um einen Winkel θ gedreht worden ist, liegt der der öffnung 7 zugeordnete Punkt nicht am Ort des Randstrahls 11, sondern gemäß F i g. 4 an dem Ort 12. In einem Koordinatensystem, dessen Nullpunkt auf dem mittleren Strahl 10 liegt, wird die Lage dieses Punktes 12 mit Hilfe der Koordinaten x, y wie folgt angegeben:From FIG. 3 shows that the optical image 9 of an object before its reflection on the reflective surface 6 of the rotating element 5 has the required extent and the reflected central beam 10 of this optical image 9 in the opening 7 generates an image when the reflective surface 6 is inclined at an angle of 45 ° to the optical axis. 4, the reflective surface 6 must be rotated through an angle θ. This angle of rotation θ must of course become adhesive with increasing image angle or with increasing distance between the central beam 10 and the marginal beam 11 and with decreasing distance α between the reflection point on the reflective surface 6 and the opening 7. When the reflective surface 6 has been rotated through an angle θ , the point assigned to the opening 7 is not located at the location of the marginal ray 11, but according to FIG. 4 at location 12. In a coordinate system, the zero point of which lies on the central ray 10, the position of this point 12 is indicated with the help of the coordinates x, y as follows:

χ = — 2asin² θ
y = 2asin Θ cos θ χ = - 2a sin ² θ
y = 2a sin Θ cos θ

Infolgedessen wird der Punkt 12 in der öffnung 7 scharf abgebildet, während der Randstrahl 11 in der öffnung 7 nur ein unscharfes Bild erzeugt. Wenn der Winkel θ groß ist, wie vorstehend angegeben wurde, wird der Wert χ beträchtlich groß und überschreitet er die die praktisch zulässige Grenze.As a result, the point 12 in the opening 7 is sharply imaged, while the marginal ray 11 in the opening 7 produces only a blurred image. When the angle θ is large as stated above, the value χ becomes considerably large and exceeds the practically allowable limit.

Zusätzlich zu dem vorstehend angegebenen Problem tritt noch ein weiteres auf. Damit der Randstrahl 11 verlustfrei reflektiert wird, muß die reflektierende Fläche 6 so groß sein, daß sie das ganze optische Bild 9 aufnehmen kann, wie dies aus der F i g. 4 deutlich hervorgeht.In addition to the above problem, another problem arises. So that the marginal ray 11 is reflected lossless, the reflective surface 6 must be so large that it is the whole optical image 9 can record, as shown in FIG. 4 clearly shows.

Das Problem der Ebenflächigkeit des Bildes kann dadurch gelöst werden, daß die reflektierende Fläche nicht an einer Stelle, an der die Lichtstrahlen konvergieren, sondern an einer Stelle, an der die Lichtstrahlen parallel sind, gedreht oder hin- und herbewegt wird. An einer Stelle, an der die Lichtstrahlen parallel sind, ist nämlich kein Bild vorhanden und wird der Abstand eines außerhalb der optischen Achse angeordneten Gegenstandspunktes von der optischen Achse nur durch den Neigungswinkel des von dem außerhalb der optischen Achse liegenden Gegenstandspunkt ausgesendeten Strahls gegenüber der optischen Achse bestimmt.The problem of the flatness of the image can be solved by adding the reflective surface not at a point where the rays of light converge, but at a point where the rays of light are parallel, rotated or moved back and forth. In a place where the rays of light are parallel, namely, there is no image and the distance becomes an outside of the optical Axis arranged object point from the optical axis only by the angle of inclination of the from the beam emitted from the object point lying outside the optical axis the optical axis is determined.

F i g. 5 zeigt ein afokales optisches System, in dem ein Parallelstrahlenbündel verwendet wird.F i g. Fig. 5 shows an afocal optical system in which a parallel beam is used.

Gemäß F i g. 5 wird von einem auf der optischen Achse liegenden Punkt eines entfernten Gegenstandes ein Strahlenbündel 13 ausgesendet, das durch das afokale optische System hindurchgeht und als Parallelstrahlenbündel 13' projiziert wird. Ein von einem außerhalb der optischen Achse liegenden Punkt ausgesendetes Strahlenbündel 14 wird als Parallelstrahlenbündel 14' projiziert. Wenn daher das vorstehend genannte rotierende Polyeder vor odei hinter dem afokalen optischen System angeordnet ist, erfolgt die Abtastung eines Gegenstandes mit einer bestimmten Ausdehnung nur durch die Veränderung der Winkelstellung der reflektierenden Fläche, so daß die Ebenflächigkeit des Bildes verbessert werden kann. Eine Anordnung der reflektierenden Fläche vor dem Objektiv hat jedoch im allgemeinen den Nachteil, daß die reflektierende Fläche relativ großAccording to FIG. 5 is from a point on the optical axis of a distant object emitted a beam 13 which passes through the afocal optical system and as Parallel beam 13 'is projected. One from one lying off the optical axis The beam 14 emitted at a point is projected as a parallel beam 14 '. So if that the aforementioned rotating polyhedron is arranged in front of or behind the afocal optical system, the scanning of an object with a certain extent takes place only through the change the angular position of the reflecting surface, so that the flatness of the image can be improved can. An arrangement of the reflective surface in front of the lens, however, generally has the Disadvantage that the reflective surface is relatively large

sein muß, wodurch eine schnelle Abtastung erschwert und bei einem relativ nahe bei dem System angeordneten Gegenstand die Parallelität der Strahlen beeinträchtigt wird.must be, making rapid scanning difficult, and located relatively close to the system Object the parallelism of the rays is impaired.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird daher ein afokales Objektiv verwendet, auf dessen Austrittsseite ein rotierendes Polyeder angeordnet ist, das zum Abtasten dient.In preferred embodiments of the invention, therefore, an afocal lens is used the exit side of which is arranged a rotating polyhedron which is used for scanning.

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das optische System nach Fig.6 besitzt ähnlich wie das System nach F i g. 1 und 2 einen ersten Spiegel 1 mit einer konkaven reflektierenden Fläche la und einer Blendenöffnung 4. Das Strahlenbündel R wird von der reflektierenden Fläche la des ersten Spiegels 1 auf einen zweiten Spiegel 2 reflektiert, der eine ebene reflektierende Fläche besitzt, und zum Erzeugen eines Bildes 15 am Brennpunkt verwendet. Von dem Bild 15 tritt das Strahlenbündel durch die Blendenöffnung 4 in dem ersten Spiegel 1 und wird von einem der Blendenöffnung 4 benachbarten Objektiv 16 in ein Parallelstrahlenbündel umgewandelt. In dem Strahlengang des von dem Objektiv 16 abgegebenen Parallelstrahlenbündels ist ein rotierendes polyederförmiges Element 17 angeordnet, das mehrere reflektierende Flächen 10 hat. Das Parallelstrahlenbündel wird von einer der reflektierenden Flächen 10 reflektiert und tritt durch ein Abbildungsobjektiv 19, das in der öffnung 7 ein Bild erzeugt, das von einem Bildempfänger 8 empfangen wird.F i g. 6 shows an embodiment of the invention. The optical system according to FIG. 6 has similar features to the system according to FIG. 1 and 2 a first mirror 1 with a concave reflective surface la and an aperture 4. The beam R is reflected from the reflective surface la of the first mirror 1 onto a second mirror 2, which has a flat reflective surface, and to generate an image 15 used at the focal point. From the image 15, the bundle of rays passes through the aperture 4 in the first mirror 1 and is converted into a parallel bundle of rays by an objective 16 adjacent to the aperture 4. A rotating polyhedron-shaped element 17, which has a plurality of reflective surfaces 10, is arranged in the beam path of the parallel beam emitted by the objective 16. The parallel beam is reflected by one of the reflective surfaces 10 and passes through an imaging lens 19 which generates an image in the opening 7 that is received by an image receiver 8.

Wenn das auf der Austrittsseite eines afokalen optischen Systems angeordnete Objektiv aus einer konvexen Linse besteht, sieht man hinter dieser Linse eine Austrittspupille vor, durch die das ganze Strahlenbündel tritt. Man kann den Durchmesser der Austrittspupille verkleinern, wenn das Verhältnis zwischen der Brennweite des Eintrittsobjektivs und der Brennweite des Objektivs auf der Austrittsseite des Systems groß ist. Diese Austrittspupille ist in F i g. 5 mit 20 bezeichnet. In der Anordnung nach F i g. 6 ist die reflektierende Fläche 18 eines rotierenden polyederfönnigen Elements 17 an dem Ort der Austrittspupille eines afokalen Systems angeordnet, das aus einem ersten Spiegel 1, einem zweiten Spiegel 2 und einem Objektiv 16 besteht, und ist das Verhältnis zwischen der Brennweite des ersten Spiegels 1 und des Objektivs 16 groß, so daß das rotierende polyederförmige Element 17 relativ klein sein kann.If the lens arranged on the exit side of an afocal optical system consists of a If there is a convex lens, an exit pupil can be seen behind this lens through which the entire bundle of rays passes occurs. One can reduce the diameter of the exit pupil if the ratio between the focal length of the entrance lens and the focal length of the lens on the exit side of the System is great. This exit pupil is shown in FIG. 5 denoted by 20. In the arrangement according to FIG. 6 is the reflective surface 18 of a rotating polyhedron hair dryer Element 17 arranged at the location of the exit pupil of an afocal system that consists of a first mirror 1, a second mirror 2 and an objective 16, and is the ratio between the focal length of the first mirror 1 and the lens 16 large, so that the rotating polyhedron-shaped Element 17 can be relatively small.

Das afokale System hat außerdem folgende Vorteile: Selbst wenn das Strahlenbündel an der Austrittspupille in zwei oder mehrere Heinere Teflstranlenbundel geteilt wird, können alle diese kleineren Teilstrahlenbündel an einem Punkt scfaaif abgebildet werden, wenn sie gleichzeitig und unter demselben Einfallswinkel in das Objektiv eintreten. Diese Maßnahme ermöglicht die Durchführung eines Verfahrens, in dem das Strahlenbündel durch gleichzeitige Verwendung von zwei oder mehreren reflektierenden Flächen des rotierenden polyederförmigen Elements anstatt nur einer reflektierenden Fläche in zwei oder mehrere kleinere Teilstrahlenbündel geteilt werden, die dann wieder vereinigt werden. Bei gleichzeitigerThe afocal system also has the following advantages: Even if the beam is at the exit pupil in two or more Heinere Teflstranlenbundel shared, all of these can be smaller Partial beams of rays are imaged at a point scfaaif if they are simultaneously and below the same Angle of incidence enter the lens. This measure enables a procedure to be carried out in which the bundle of rays through the simultaneous use of two or more reflective Surfaces of the rotating polyhedral element instead of just one reflective surface in two or more several smaller partial beams are split, which are then combined again. At the same time

ίο Verwendung von zwei oder mehreren reflektierenden Flächen für ein Strahlenbündel festgelegter Größe kann die einzelne reflektierende Fläche natürlich kleiner sein, so daß das rotierende polyederförmige Element beträchtlich kleiner ausgeführt werden kann.ίο use of two or more reflective Surfaces for a bundle of rays of a fixed size can of course be made by the individual reflecting surface be smaller, so that the rotating polyhedron-shaped element can be made considerably smaller.

Dadurch wird die räumliche Auslegung des ganzen optischen Systems erleichtert und wird es ermöglicht, das rotierende polyederförmige Element mit Hilfe eines nur schwachen Motors mit einer so hohen Drehzahl zu drehen, wie sie bei einem großen rotie-This facilitates the spatial layout of the entire optical system and enables the rotating polyhedral element with the help of a weak motor with such a high one To rotate the speed as it would with a large rotary

ao renden Element nicht erzielt werden konnte. Dadurch wird die Abtastgeschwindigkeit erhöht. Man kann daher den Vorteil erzielen, daß die Abtast-Zeilenfrequenz oder die Bildfrequenz erhöht werden kann.ao generating element could not be achieved. This increases the scanning speed. Man can therefore obtain an advantage that the scanning line frequency or the frame frequency can be increased can.

as Ein Ausführungsbeispiel mit diesen vorteilhaften Merkmalen ist in F i g. 7 gezeigt. Hier wird das von dem Objektiv 16 abgegebene, parallele Strahlenbündel von den reflektierenden Flächen 21 und 22 eines kleinen rotierenden polyederförmigen Elements 17' in zwei reflektierte Strahlenbündel geteilt, die von den ortsfesten Spiegeln 23, 24 und 25 reflektiert und wieder zu einem einzigen Strahlenbündel vereinigt werden, das von dem Abbildungsobjektiv 19 zum Erzeugen eines Bildes in der öffnung 7 venvendet wird.as an embodiment with these advantageous Features is shown in FIG. 7 shown. The parallel bundle of rays emitted by the objective 16 is here from the reflective surfaces 21 and 22 of a small rotating polyhedral element 17 ' divided into two reflected beams, which are reflected by the fixed mirrors 23, 24 and 25 and are reunited to form a single bundle of rays, which is taken from the imaging objective 19 is used to generate an image in the opening 7.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7 haben die rotierenden polyederförmigen Elemente die Form von Tetraedern, doch versteht es sich, daß das vorstehend angegebene Merkmal auch in Systemen angewendet werden kann, in denen das polyederförmige Element eine andere Form, z. B. gemäß F i g. 8 die Form eines Hexaeders, hat.In the exemplary embodiments according to FIGS and 7, the rotating polyhedron-shaped elements are in the shape of tetrahedra, but understand it that the above feature can also be used in systems in which the polyhedral element another shape, e.g. B. according to FIG. 8 has the shape of a hexahedron.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß beim mechanischen Abtasten eines optischen BiI-des die Ebenflächigkeit des Bildes verbessert und ein etwas kleineres rotierendes polyederförmiges Element verwendet werden kann, wenn man ein afokales optisches System verwendet. Ferner versteht es sich, daß die Größe des rotierenden polyederförmigenFrom the above description it can be seen that when mechanically scanning an optical image the flatness of the image improved and a slightly smaller rotating polyhedral element can be used when using an afocal optical system. Furthermore, it goes without saying that the size of the rotating polyhedron

so Elements beträchtlich herabgesetzt und seine Drehzahl erhöht werden kann, wenn man zwei oder mehrere reflektierende Flächen dieses Elements gleichzeitig zur Teilung des Strahlenbündels verwendet.so the element can be considerably reduced and its speed increased when one has two or more reflective surfaces of this element are used at the same time to split the beam.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Optical arrangement for mechanically scanning an image generated by an objective by rotating a mirror and a reflective polyhedral element about an axis perpendicular to the axis of rotation of the mirror with a mirror arrangement for receiving a beam from an objective and for reflecting this beam, characterized in that in a manner known per se a first objective (16) for converting the beam reflected by the mirror arrangement (1, 2) into a parallel beam, in whose beam path the rotatable polyhedral element (17, IT) with several reflecting surfaces (21) is arranged, and a second objective (19) for generating a sharp image with the aid of the bundle of rays reflected from at least one of the reflecting surfaces of the polyhedral element (17, 17 ') are provided that the ratio between the focal length of the first mirror (1) and the first Lens (16) large and between the ob jective (16) and the polyhedron-shaped element (17, 17 ') with reflective surfaces (21) an exit pupil is arranged.

2. Optical arrangement according to claim 1, characterized in that the reflective Areas (21) of the polyhedron-shaped element (17 ') split the parallel beam into two partial beams divide and that mirror (23,24,25) to reflect and reunite separately the partial beam 7U a parallel beam and are provided for directing it onto the second objective (19).

3. Optical arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror arrangement (1) from a concave mirror (la) with a central aperture (4) and a pivotable, planes, the rays reflected by the concave mirror (la) through the aperture (4) on the first lens (16) throwing mirror (2).