(19)
(11) EP 0 797 069 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
08.06.2005  Patentblatt  2005/23

(21) Anmeldenummer: 97103934.2

(22) Anmeldetag:  10.03.1997
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F41G 7/34

(54)

Vorrichtung zur Abtastung eines Gesichtsfeldes

Apparatus for scanning a visual field

Dispositif pour balayer un champ visuel


(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB SE

(30) Priorität: 23.03.1996 DE 19611609

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
24.09.1997  Patentblatt  1997/39

(73) Patentinhaber: Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG
88662 Überlingen (DE)

(72) Erfinder:
  • Freysoldt, Frank
    88690 Uhldingen (DE)

(74) Vertreter: Diehl Patentabteilung 
c/o Diehl Stiftung & Co. KG Stephanstrasse 49
90478 Nürnberg
90478 Nürnberg (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 111 429
US-A- 3 822 098
EP-A- 0 156 181
   
  • WALKER; GORDON: 'Astronomical Observations', 1987, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, CAMBRIDGE, NY, USA
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abtastung eines Gesichtsfeldes mittels einer Mehrzahl von auf elektromagnetische Strahlung ansprechender Sensoren mit abbildenden optischen Mitteln, durch welche überlappende Bereiche des Gesichtsfeldes in Abbildungsstrahlengängen auf den verschiedenen Sensoren abbildbar sind, und ein gemeinsames optisches Ablenksystem (22;40) zur periodischen Ablenkung aller Abbildungsstrahlengänge

[0002] Es ist bekannt, vorgegebene Bereiche bzw. Gesichtsfelder durch Sensoren abzutasten. Die US-PS-5 332 176 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen von einem Objekt. Zu diesem Zweck wird eine Detektoranordnung durch einen Motor so hin- und herbewegt, daß ein bestimmtes Gesichtsfeld erfaßt wird. In dieser Weise wird die Position des Objekts festgestellt.

[0003] US-PS-3 822 098 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen und Identifizieren von Objekten. Ein Laserstrahl wird mittels eines Abtastspiegels auf ein zu erfassendes Objekt gerichtet und die von dem Objekt reflektierte Strahlung wird von einem Multispektralsensor erfaßt. Der Multispektralsensor besteht aus einem optischen System und einer Mehrzahl hinter dem optischen System angeordneter Detektoren. Das optische System enthält Linsen und ein Nicolsches Prisma. Den Detektoren sind Filter vorgeschaltet, wodurch die Detektoren auf Licht unterschiedlicher Frequenz ansprechen. Mit dieser Multispektral-Vorrichtung ist es möglich, nicht nur das an der Oberfläche des Objekts gestreute Licht, sondern auch im Volumen des Objekts gestreutes Licht zu erfassen und so weitere Informationen wie Materialzusammensetzung, Farbe, Dichte etc. über das Objekt zu erhalten.

[0004] Durch die DE-A1-4 433 705 ist ein optisches Abrastersystem zur Verwendung in einem Laserdrucker bekannt. Das Licht eines Lasers durchläuft ein optisches System und fällt auf einen Polygonspiegel, welcher den Laserstrahl auf eine Abrasterfläche reflektiert. Durch Rotation des Polygonspiegels wird die Abrasterfläche zeilenweise abgetastet. Die Abrasterfläche wird mit vorgegebener Geschwindigkeit rechtwinklig zu der Abtastbewegung des Laserstrahls bewegt. Durch ein dem Laser zugeführtes, elektrisches Signal kann die Form und Größe des Laserstrahlsflecks verändert werden.

[0005] Durch die DE-C-3 615 374 ist eine Einrichtung zum verschwenkbaren Abstrahlen von Laserenergie bekannt. Ein Laserstrahl von einem feststehenden Laser wird durch einen drehbaren Umlenkspiegel in verschiedenen Richtungen ausgestrahlt. Der Umlenkspiegel wird von mehreren Stellmotoren verstellt. Die Stellmotoren und der Umlenkspiegel sind in einem aus strahlungsdurchlässigem Material bestehenden Hohlkörper gelagert, so daß der Laserstrahl in beliebiger Richtung gelenkt werden kann. Dadurch werden konstruktiv bedingte Abschattungen des Laserstrahls in einzelnen Richtungen vermieden.

[0006] In dem Buch von Gordon Walker "Astronomical Observations, An Optical Perspective" Cambridge University Press 1989ISBN 0 521 32587 0 ist ein astronomisches Satelliten-Teleskop mit einer Cassegrain-Optik beschrieben, bei welchem Messungen mit unterschiedlichen Sensoren in verschiedenen Wellenlängenbereichen durchgeführt werden. Das Satelliten-Teleskop kann mit der Orientierung des Satelliten zum Durchmustern des Himmels verschwenkt werden. An dem Satelliten ist ein Horizontsensor mit einer gesonderten Optik angeordnet.

[0007] Es ist weiterhin bekannt, zur Luftaufklärung unbemannte Luftfahrzeuge als "Bilddrohnen" einzusetzen. Solche Bilddrohnen sind häufig mit einem auf infrarote Strahlung ansprechenden, bildauflösenden Sensor und einem Bildverarbeitungs-System versehen, um Ziele auch bei Nacht oder schlechten Sichtverhältnissen erkennen zu können.

[0008] Die Aufgabenstellungen an abtastenden Sensoreinheiten werden immer komplexer. Es besteht oft der Wunsch, möglichst viele Informationen über Objekte oder Geländestrukturen gleichzeitig zu erfassen. Dies gilt insbesondere für Sensoreinheiten in autonom fliegenden Luftfahrzeuge zur Luftaufklärung, wobei in zunehmendem Maße eine hochauflösende, abbildende Mulitmode-Sensorik benötigt wird. Unter hochauflösend versteht man hierbei eine räumliche Auflösung von von 1 bis 10 cm.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Abtastung eines Geländes, durch verschiedene voneinander unabhängige Abbildungsstrahlengänge bei eindeutiger räumlicher Zuordnung der durch jeden Abbildungsstrahlengang erfaßten Bereiche des Gesichtsfeldes oder Geländes gestattet.

[0010] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(a) die abbildenden optischen Mittel für jeden der Sensoren ein eigenes optisches System (12,16,20) mit einem getrennten Abbildungsstrahlengang aufweisen und

(b) zur Erzeugung einer Abtastbewegung die Abbildungsstrahlengänge nebeneinander über ein gemeinsames optisches Ablenksystem (22;40) zur periodischen Ablenkung aller Abbildungsstrahlengänge geführt sind.



[0011] Nach der Erfindung werden somit mehrere voneinander unabhängige Abtaststrahlengänge durch je ein optisches System erzeugt. Diese Abbildungsstrahlengänge werden durch ein gemeinsames Ablenksystem in gleicher Weise abgelenkt. Dadurch wird sichergestellt, daß die den verschiedenen Abbildungsstrahlengängen zugeordneten Bereiche des Gesichtsfeldes bzw. Geländes eine definierte Lage zueinander besitzen, üblicherweise im wesentlichen zusammenfallen. Es kann dann durch verschiedene, in unterschiedlichen Spektralbereichen empfindliche Sensoren jeweils ein und dieselbe Stelle des Geländes beobachtet werden. Aus den Informationen, die von den verschiedenen Sensoren geliefert werden, können Schlüsse auf die Natur eines an dieser Stelle befindlichen Objektes gezogen werden. Es ist auch möglich, in einem Abbildungsstrahlengang ein Gelände mittels eines Lasers zu beleuchten, wobei der Laser jeweils nur einen über das Gelände streichenden Lichtfleck erzeugt. Der jeweils beleuchtete Lichtfleck wird in einem anderen Abbildungsstrahlengang durch einen auf die Wellenlänge des Lasers ansprechenden Sensor beobachtet. Das gemeinsame Ablenksystem gewährleistet eine eindeutige Zuordnung der beobachteten Stellen zueinander und stellt auch sicher, daß der Sensor stets genau den von dem Laser erzeugten Lichtfleck beobachtet. Die Sendeleistung des Lasers kann dabei gering gehalten werden.

[0012] Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0013] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen



[0014] 
Fig.1
ist eine schematische Darstellung und zeigt ein ersten Ausführungsbeispiels einer in eine Bilddrohne eingebauten Vorrichtung zum Abtasten eines Gesichtsfeldes durch mehrere Abbildungsstrahlengänge, und zwar in Flugrichtung der Bilddrohne gesehen.
Fig.2
zeigt die erfindungswesentlichen Teile der Vorrichtung von Fig.1 quer zur Flugrichtung gesehen.
Fig.3
ist eine schematische Darstellung ähnlich Fig.1 und zeigt die erfindungswesentlichen Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels einer solchen Abtastvorrichtung.
Fig.4
ist eine schematische Darstellung und zeigt eine in Flugrichtung der Bilddrohne gesehen die Möglichkeit des Abtastens eines Geländes mittels einer in die Bilddrohne eingebauten Abtastvorrichtung.
Fig.5
zeigt schematisch die Abtastung des Geländes durch die Abtastvorrichtung quer zur Flugrichtung der Bilddrohne gesehen.
Fig.6
ist eine Draufsicht auf die Bilddrohne und veranschaulicht die Lage der durch die Abtastvorrichtung abgetasteten Geländestreifen.
Fig.7
veranschaulicht die Abtastung eines Geländestreifens mittels eines als Zeilendetektor ausgebildeten Sensors.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung



[0015] In Fig.1 und 2 ist eine Ausführung einer Abtastvorrichtung, zum Einsatz in einer Bilddrohne dargestellt.

[0016] Ein auf infrarotes Licht ansprechender, erster Sensor ist mit 10 bezeichnet. Dem ersten Sensor 10 ist ein erstes optisch abbildendes System 12 zugeordnet. Quer zur Flugrichtung gesehen ist neben dem ersten Sensor 10 ein auf sichtbares Licht ansprechender, zweiter Sensor 14 angeordnet. Dem zweiten Sensor 14 ist ein zweites optisch abbildendes System 16 zugeordnet. Sowohl der im Infrarot-Bereich arbeitende Sensor 10 als auch der im sichtbaren Bereich arbeitende Sensor 14 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Zeilendetektoren ausgebildet, wobei der Sensor 14 ein RGB-Zeilendetektor (Rot-Grün-Blau) sein kann.

[0017] Neben den Sensoren 10 und 14 ist ein Laser 18 als Lichtquelle angeordnet. Dem Laser 18 ist ein drittes optisches System 20 zugeordnet. In den Ausführungsbeispielen ist der Laser 18 ein Laserdiodenarray und das dem Laser zugeordnete, optische System 20 enthält eine Zylinderlinse zur Aufweitung des Strahlengangs.

[0018] In Fig.1 ist ein Polygonspiegel mit 22 bezeichnet. Der Polygonspiegel 22 ist um eine Längsachse 24 drehbar und auf einer Welle 26 gelagert. Der Polygonspiegel 22 besitzt 12 Seiten, von welchen eine mit 28 bezeichnet ist. Die Anzahl der Seiten des Polygonspiegels kann jedoch beliebig sein, allgemein N. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellen die Seiten 28 plane Spiegelflächen dar.

[0019] In Fig.1 liegen die Sensoren 10 und 14 und der Laser 18 sowie die optisch abbildenden Systeme 12, 16 und 20 hintereinander, so daß sie in der Darstellung teilweise verdeckt sind. Die optisch abbildenden Systeme 12, 16 der Sensoren 10 bzw. 14 sind in Fig.1 durch eine Konvexlinse 30, eine Konkavlinse 32, einen feststehenden Umlenkspiegel 34 und eine Konvexlinse 36 representativ dargestellt, wobei der Umlenkspiegel 34 zur Reduzierung der Baulänge dient.

[0020] In Fig.3 ist ein auf einer Welle 38 gelagerter, schwenkbarer Abtastspiegel mit 40 bezeichnet. Wie später noch beschrieben wird, entspricht die Funktion des Abtastspiegels 40 der Funktion des Polygonspiegels 22 in Fig.1.

[0021] Ein um eine Achse 42 schwenkbaren Umlenkspiegel ist mit 44 bezeichnet. Die Ausdehnung des Polygonspiegels 22, des Abtastspiegels 40 und des Umlenkspiegels 44 in Richtung der Längsachse 24 bzw. in Richtung quer zur Flugrichtung ist so gewählt, daß die den vorgesehenen Sensoren und den vorgesehenen Lasern zugeordnete Strahlung erfaßt wird.

[0022] Die Sensoren 10 und 14 sprechen auf elektromagnetische Strahlung an, welche von dem unter der Bilddrohne befindlichen Gelände stammt. Der Strahlengang dieser elektromagnetischen Strahlung ist in Fig.1 und 3 durch Pfeile dargestellt. Die Strahlung fällt zunächst auf dem schwenkbaren Umlenkspiegel 44. Der Umlenkspiegel 44 lenkt die Strahlung auf den Polygonspiegel 22 (Fig.1) bzw. auf den schwenkbaren Spiegel 40 (Fig.3). Von dort gelangt die Strahlung durch die optisch abbildenden Systeme 12 und 16 zu den Sensoren 10 und 14.

[0023] Das von dem Laser 18 ausgestrahlte Laserlicht verläuft in umgekerter Richtung zunächst durch das optisch abbildenden System 20, trifft dann auf den Polygonspiegel 22 (Fig.1) bzw. auf den Abtastspiegel 40 (Fig.3) und wird über den Umlenkspiegel 44 zum Gelände geleitet. Dabei dient das Laserlicht zur Beleuchtung des Geländes. Hierfür ist es notwendig, daß die beleuchtete Fläche und die Gesichtsfelder der Sensoren 10 und 14 sich zumindest teilweise überlappen und im Idealfall identisch sind. Die Bildausschnitte der einzelnen Sensoren 10 und 14 und des Lasers 18 differieren zunächst um den räumlichen Abstand der Sensoren 10 und 14 und des Lasers 18. Diese räumlichen Abstände sowie mögliche Einbau- und Justagefehler bleiben nach dem Bau einer solchen Abtastvorrichtung jedoch konstant, und können daher korrigiert werden.

[0024] Durch Einsatz des Lasers 20 kann der im sichtbaren Bereich arbeitende Sensor 14 auch bei Nacht verwendet werden, wobei in mindestens einem der drei RGB-Kanäle beleuchtet wird. Vorteilhafterweise kann die Beleuchtung im Rot-Kanal oberhalb von λ = 780 nm erfolgen, da das Laserlicht in diesem Spektralbereich mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.

[0025] In dem in Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Abtastung des Geländes durch Rotation des Polygonspiegels 22. Die Größe des Abtastwinkels quer zur Flugrichtung hängt dabei von der Anzahl der Seiten 28 des Polygonspielgels 22 ab. Mit einem Polygonspiegel mit N Seiten ist der Abtastwinkel dabei 720/N. Die Abtastung erfolgt dabei immer nur in einer Richtung ("Vorwärtsabtastung"). Wenn nämlich eine Fläche (z.B. 28) des Polygonspiegels 22 in dem Gesichtsfeld der Sensoren 10 und 14 bzw. in dem Strahlengang des Lasers 18 eintritt, fängt der Abtastvorgang erneut aus einer Ausgangsposition an.

[0026] In dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Abtastung des Geländes durch Verschwenkung des Abtastspiegels 40 in den durch einen Doppelpfeil 46 angegebenen Richtungen. Die Größe des Abtastwinkels quer zur Flugrichtung hängt dabei von der Schwenkamplitude des Abtastspiegels 40 ab und ist schließlich durch die Größe des Abtastspiegels 40 begrenzt. Da der Ablenkspiegel 40 hin- und herverschwenkt weden kann, ist es in diesem Ausführungsbeispiel möglich, die Abtastung in zwei Richtungen vorzunehmen ("Vor- und Rückabtastung").

[0027] Durch Verschwenken des Umlenkspiegels 44 um die Achse 42 kann das Gesichtsfeld der Abtastvorrichtung je nach Wunsch verändert werden. Der Umlenkspiegel 44 dient also nicht der Abtastung des Geländes, sondern legt den Bereich fest, welcher abgetastet werden soll. Der Umlenkspiegel 44 kann auch mit einer (nicht dargestellten) Steuerung versehen werden, durch welche der Umlenkspiegel 44 verschwenkt wird, um Änderungen der Rollage der Bilddrohne (oder eines sonstigen bemannten oder unbemannten Luftfahrzeuges) auszugleichen.

[0028] Durch die beschriebene Ablenksysteme erfolgt die Abtastung ausschließlich quer zur Flugrichtung. Die Abtastung des Geländes in Flugrichtung erfolgt durch die Vorwärtsbewegung der Bilddrohne selbst. Dies ist in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. In der Bilddrohne 48 befindet sich eine Abtastvorrichtung der beschriebenen Art. In Fig.4 ist die Bilddrohne einmal in Flugrichtung dargestellt. Fig.5 zeigt die Bilddrohne quer zur Flugrichtung. Der Abtastwinkel α quer zur Flugrichtung hängt, wie oben erläutert, von den Gegebenheiten des Polygonspiegels 22 (Fig. 1) bzw. des Abtastspiegels 40 (Fig.3) ab. Bei einer bestimmten Flughöhe erhält man dann eine bestimmte Abtastlänge B quer zur Flugrichtung. Der Abtastwinkel β in Flugrichtung hängt von der Größe des Gesichtsfeldes der Sensoren 10 und 14 bzw. der Aufweitung des Strahls des Lasers 18 ab. Bei einer bestimmten Flughöhe erhält man dann eine bestimmte Abtasttiefe A in Flugrichtung.

[0029] In Fig.6 ist die Bilddrohne 48 von oben dargestellt. Man erkennt die durch die Abtastwinkel α und β sowie die Flughöhe bestimmte Abtastmuster des Geländes. Um eine optimale Abtastung eines Geländes zu erhalten, wird für das Abtastverfahren der Zusammenhang zwischen den Flugparametern Höhe und Geschwindigkeit und den Sensorparametern Gesichtsfeld, Auflösung, Brennweite und Bildrate ermittelt. Dies liegt im Rahmen des Könnens eines Fachmanns und wird hier nicht näher beschrieben. Es ist dann möglich, daß Gelände nahezu nahtlos abzutasten, wie es in Fig.6 angedeutet ist.

[0030] Wenn infolge einer Geschwindigkeitsänderung der Bilddrohne die Abtastgeschwindigkeit verändert werden muß, ist durch die gemeinsame Ablenkung der den Sensoren und dem Laser zugeordenten Strahlung sichergestellt, daß diese Änderung für alle Sensoren und Laser in gleicher Weise erfolgt.

[0031] Die Abtastvorrichtung ist hier im Zusammenhang mit einer Bilddrohne beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, daß das Prinzip eines solchen Abtastsystems nicht nur in Bilddrohnen oder sonstigen Luftfahrzeugen Verwendung findet, sondern in allen sonstigen Vorrichtungen, mit welchen eine Abtastung vorgenommen wird.

[0032] Weiterhin sei bemerkt, daß die Abtastvorrichtung mehr als zwei Sensoren und mehr als einen Laser enthalten kann. Je nach Wunsch können Sensoren für die unterschiedlichsten Spektralbereiche eingesetzt werden. Es können auch beispielsweise mehrere Laser vorgesehen sein, welche Licht verschiedener Wellenlänge aussendet. Weiterhin ist es möglich, Radarsysteme in der gleichen Weise zu integrieren.


Ansprüche

1. Vorrichtung zur Abtastung eines Gesichtsfeldes mittels einer Mehrzahl von auf elektromagnetische Strahlung ansprechender Sensoren mit abbildenden optischen Mitteln, durch welche überlappende Bereiche des Gesichtsfeldes in Abbildungsstrahlengängen auf den verschiedenen Sensoren abbildbar sind, und ein gemeinsames optisches Ablenksystem (22; 40) zur periodischen Ablenkung aller Abbildungsstrahlengänge
dadurch gekennzeichnet daß

(a) die abbildenden optischen Mittel für jeden der Sensoren ein eigenes optisches System (12,16,20) mit einem getrennten Abbildungsstrahlengang aufweisen und

(b) zur Erzeugung einer Abtastbewegung die Abbildungsstrahlengänge nebeneinander über ein gemeinsames optisches Ablenksystem (22;40) zur periodischen Ablenkung aller Abbildungsstrahlengänge geführt sind.


 
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (10,14) in unterschiedlichen Spektralbereichen empfindlich sind.
 
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) in wenigstens einem der Abbildungsstrahlengänge ein Bereich des abzutastenden Gesichtsfeldes mittels einer vorrichtungsseitigen Lichtquelle (18) beleuchtbar ist und

(b) in einem anderen Abbildungsstrahlengang durch das optische System (16) wenigstens ein Teil des so beleuchteten Bereiches auf einen für die Strahlung der Lichtquelle (18) empfindlichen Sensor (14) abbildbar ist.


 
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksystem einen schwenkbaren Abtastspiegel (40) enthält.
 
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksystem einen rotierenden Polygonspiegel (22) enthält.
 
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein der Sensoren (10) auf infrarote Strahlung anspricht.
 
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein der Sensoren (14) auf sichtbares Licht anspricht.
 
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Lichtquelle ein Laser (18) ist und

(b) der Sensor (10 bzw. 14) auf Licht des Wellenlängenbereichs des Laserslichts anspricht.


 
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (18) infrarotes Licht aussendet.
 
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Umlenkspiegel (44) zur Beeinflussung des durch das Ablenksystem (22;40) abzutastenden Bereichs.
 
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Vorrichtung in einem Luftfahrzeug (48) angeordnet ist und

(b) das Ablenksystem (22;40) die Abbildungsstrahlengänge nur in Richtungen senkrecht zur Flugrichtung des Luftfahrzeugs (48) ablenkt.


 


Claims

1. A device for scanning a field of view by means of a plurality of sensors, which respond to electromagnetic radiation, with image-forming optical means, by which overlapping areas of the field of view can be imaged in imaging beam paths on the various sensors; and a shared optical deflection system (22; 40) for the periodic deflection of all the imaging beam paths
characterized in that

(a) the image-forming optical means for each of the sensors have their own optical system (12,16,20) with a separate imaging beam path and

(b) for generating a scanning motion, the imaging beam paths are guided side by side via a shared optical deflection system (22;40) for the periodic deflection of all the imaging beam paths.


 
2. A device according to Claim 1, characterized in that the sensors (10,14) are sensitive in different spectral regions.
 
3. A device according to Claim 2, characterized in that

(a) in at least one of the imaging beam paths, an area of the field of view to be scanned can be illuminated by means of a light source (18) at the device end and

(b) in another imaging beam path through the optical system (16), at least one part of the area thus illuminated can be imaged on a sensor (14) which is sensitive to the radiation of the light source (18).


 
4. A device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the deflection system includes a swivelling scanning mirror (40).
 
5. A device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the deflection system includes a rotating polygonal mirror (22).
 
6. A device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one of the sensors (10) responds to infrared radiation.
 
7. A device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one of the sensors (14) responds to visible light.
 
8. A device according to Claim 3, characterized in that

(a) the light source is a laser (18) and

(b) the sensor (10 or 14) responds to light of the wavelength range of the laser light.


 
9. A device according to Claim 8, characterized in that the laser (18) emits infrared light.
 
10. A device according to one of Claims 1 to 9, characterized by a deflecting mirror (44) for influencing the area to be scanned by the deflection system (22;40).
 
11. A device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that

(a) the device is disposed in an aircraft (48) and

(b) the deflection system (22;40) deflects the imaging beam paths only in directions perpendicular to the direction of flight of the aircraft (48).


 


Revendications

1. Dispositif de balayage d'un champ visuel au moyen d'une pluralité de capteurs réagissant à un rayonnement électromagnétique, comportant des moyens optiques de reproduction par lesquels des zones se chevauchant du champ visuel peuvent être reproduites dans des faisceaux de rayons de reproduction sur les différents capteurs, ainsi qu'un système optique de déviation (22; 40) commun pour la déviation périodique de tous les faisceaux de rayons de reproduction, caractérisé en ce que

(a) les moyens optiques de reproduction pour chacun des capteurs comportent leur propre système optique (12, 16, 20) avec un faisceau de rayons de reproduction séparé,

(b) pour produire un mouvement de balayage, les faisceaux de rayons de reproduction sont guidés côte à côte par un système optique de déviation (22; 40) commun, pour la déviation périodique de tous les faisceaux de rayons de reproduction.


 
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs (10, 14) sont sensibles dans différents domaines spectraux.
 
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que

(a) dans au moins l'un des faisceaux de rayons de reproduction une zone du champ visuel à balayer peut être éclairée au moyen d'une source lumineuse (18) côté dispositif, et

(b) dans un autre faisceau de rayons de reproduction, au moins une partie de la zone ainsi éclairée peut être reproduite par le système optique (16) sur un capteur (14) réagissant au rayonnement de la source lumineuse (18).


 
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de déviation contient un miroir de balayage (40) pivotant.
 
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de balayage contient un miroir polygonal (22) tournant.
 
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'un des capteurs (10) réagit au rayonnement infrarouge.
 
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins l'un des capteurs (14) réagit à la lumière visible.
 
8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que

(a) la source lumineuse est un laser (18), et

(b) le capteur (10 ou 14) réagit à la lumière de la gamme de longueurs d'ondes de la lumière laser.


 
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le laser (18) émet une lumière infrarouge.
 
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par un miroir de déviation (44) pour influencer la zone à balayer par le système de déviation (22; 40).
 
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que

(a) le dispositif est disposé dans un avion (48), et

(b) le système de déviation (22; 40) dévie les faisceaux de rayons de reproduction uniquement dans des directions perpendiculaires à la direction de vol de l'avion (48).


 




Zeichnung