Оптические сканирующие системы по виду сканирующего элемента подразделяются на:

механические (ОЭС расположена на подвижной платформе); оптико-механичекие (с использованием вращающихся оптических деталей); фотоэлектронные (телевизионные, твердотельные системы).

Одним из наиболее распространенных классов сканирующих приборов являются оптико-механические, для просмотра поля вдоль одной координаты, либо с колебанием сканирующего элемента в двух взаимно перпендикулярных направлениях с разными скоростями, для сканирования в двух мерном пространстве, которые в свою очередь подразделяются по принципу перемещения и управления лучом в пространстве на: системы с плоским сканирующим зеркалом, системы со сканирующей пирамидой, системы с зеркалом, вращающимся вокруг вертикальной оси, системы с вращающейся плоско параллельной пластиной, системы с вращающимися оптическими клиньями, системы со сканированием отверстием. В силу простоты и эффективности эти системы получили наибольшее распространение.

Сканирующий элемент располагается на оптической оси либо перед объективом оптической системы, в параллельном пучке лучей, либо за ним в сходящемся пучке лучей. При этом возможно сканирование, как в пространстве предметов, так и в пространстве изображений. При сканировании в пространстве предметов полевая диафрагма устанавливается в фокальной плоскости объектива непосредственно на оптической оси. Сканирование этим полем обеспечивается либо перемещением всей системы, либо оптико-механическим устройством (многогранными призмами, зеркалами, оптическими клиньями) установленным перед объективом или внутри оптической системы. При сканировании в пространстве изображений полевая диафрагма перемещается в плоскости формирования изображения объективом по определенному закону.

Наиболее выгодным расположением сканирующего элемента является его расположение перед объективом, так как при этом не вносится дополнительных аберраций и обеспечивается большое поле обзора. В тоже время такое расположение требует значительных размеров сканирующего элемента, повышенных требований к качеству отражающей поверхности (возникает астигматизм в изображении точечного источника) и, следовательно, сканирующая система имеет значительную инерционность и стоимость. Расположение в сходящемся потоке, за объективом, увеличивает пятно остаточных аберраций (приводит к значительным расфокусировкам в плоскости изображений) и требует применения объектива с увеличенным полем зрения, но при значительно меньших размерах сканирующего элемента.

Основными параметрами отклоняющих элементов сканирующих систем являются:

закон сканирования (задается траекторией движения луча, то есть законом перемещения мгновенного угла поля зрения оптической системы); амплитуда угла отклонения (характеризует максимальное угловое перемещение луча в пространстве); частота сканирования (определяется числом периодов колебания луча при его пространственном перемещении f_c=(1/T_k), где T_k - период сканирования, определяемый временем необходимым для просмотра заданного поля обзора и возврата мгновенного угла поля зрения в исходное положение); диапазон частот сканирования; быстродействие (определяет скорость изменения положения луча в пространстве); равномерность движения луча (определяется отношением минимальной скорости движения луча к максимальной (v_min/v_max)); допустимая линейная апертура (определяется предельным значением величины при которой обеспечивается нормальная работа сканирующего элемента). Оптические потери (определяются спектральным поглощением и отражением потока излучения элементами сканирующей системы).

К числу основных параметров также относят полосу частот сигнала, образующегося при сканировании; коэффициент сканирования, обозначаемый _с и являющийся отношением времени просмотра поля обзора к периоду сканирования; число и размеры элементов разложения поля обзора.

V_x

2_y

2_x

V_y

Рассмотрим наиболее часто используемую в ОЭП построчную траекторию сканирования. Движение мгновенного угла поля зрения оптической системы при таком способе осуществляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях с разными скоростями. Если предположить, что поле обзора имеет прямоугольную форму с размерами 2_x2_y, а скорости движения мгновенного угла поля зрения с размерами 2_зр удовлетворяют неравенству V_x>>V_y , то общее число элементов разложения будет определяться произведением числа элементов n_x разложения в направлении оси x на число элементов n_y в направлении оси y . Иногда с целью повыше надежности сканирование осуществляется с перекрытием элементов поля в двух направлениях, которое задается коэффициентами перекрытия K_x и K_y. Тогда число элементов разложения в направлениях x и y будет равно

n_x= (2_x/ 2_зр)K_x , n_y= (2_y/ 2_зр)K_y , а общее число элементов в поле зрения

n = n_x n_y=(2_x2_y / 4²_зр)K_xK_y (1)

n_э 2_x2_y K_xK_y _э _x_y _э

T_k=  =    =  K_xK_y  (2)

_c 4²_зр _c ²_зр _c

Для получения информации о состоянии поля излучения в каком либо направлении необходимо время, в течение которого снимается информация с элементов поля. Если время обзора одного элемента поля задать равным _э, то для определения полного времени необходимого дло просмотра всех элементов поля надо воспользоваться соотношением _cT_k=n_э из которого время просмотра поля равно

Выбирая время анализа элемента равным постоянной времени фотодетектора

_э=_{фд ,} из (2) получим формулу для оценки величины мгновенного угла поля зрения

²_зр=( K_xK_y _x_y_фд)/ _cT_k (3)

Как видно из (3), выбор мгновенного угла поля зрения для сканирующей системы определяется физическими и конструктивными свойствами фотоприемного устройства.