Лазерное сканирующее устройство

 

ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО , содержащее источник света, отклоняющие зеркала с электромеханическими приводами, расположенный на выходной оптической оси отклоняющих зеркал формирующий объектив,управляющие блоки, отличающееся тем, что, с целью контроля и исследования распределения фаз в гетерофазных процессах, оно снабжено по крайней мере одним дополнительным формирующим объективом, полупрозрачным зеркалом, а также непрозрачным зеркалом, расположенными за источником света соосно с ним, и не менее чем двумя, фокусирующими объективами, установленными на выходньхх оптических осях формирующих объективов, блоком совпадес S ния и соединенными с ними фотодетекторами , расположенными в фокальСО ных плоскостях фокусирующих объективов .

СОЮЗ СООЕТСНИХ

М

РЕСПЛ.ЛИН

„„SU„„ 10S 1 (51) G 02 В 27/17 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

rocN A HOMmeT CCCe

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3431534/18-10 (22) 16.03.82 (46) 23.08.8о . Вюл. У 3."3(72) В.А. Кравченко, С.М. Роэкин, .М.À. Гукалов и П.И. Малежик (71) Институт газа АН УССР (53) 535.562 (088,8). (56) 1. Катыс Г.П. Информационные сканирующие системы. — М., "Наука", 1965, с. 114.

2. Авторское свидетельство СССР

У 684482, кл. G 02 В 27/17 (прототип). (54)(57) ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник света, отклоняющие зеркала с электромеханическими приводами, расположенныи на выходной оптической оси отклоняю. щих зеркал формирующий объектив,управляющие блоки, о т л и ч а ю щ ее с я -тем, что, с целью контроля и исследования распределения фаз в гетерофазных процессах, оно снабжено по крайней мере одним дополнительным формирующим объективом, полупрозрачным зеркалом, а также непрозрачным зеркалом, расположенными за источником света соосно с ним, и не менее чем двумя, фокусирующими объективами, установленными на выходных оптических осях формирующих объективов, блоком совпадения и соединенными с ними фотодетекторами, расположенными в фокальных плоскостях фокусирующих объективов, 10536 18

Изобретение относится к системам оптико-механической развертки и может быть использовано в системах контроля гетерофаэных процессов, например пузырькового кипения, барботажа, истечения дисперсной фазы из сопла.

Известны сканирующие устройства, содержащие зеркало, приводимое в движение электродвигателем и вибра10 тором, а также объектив, посредством которого изображение проецируется на экран. При этом зеркало расположено под углом к объективу, Сканирование изображения осуществляет-. ся по колебательно-вращательной траектории 1 ).. Такие устройства не позволяют регистрировать два и более препятствий (оптических неоднородностей), находящихся в данный момент времени на выходной оптической оси системы.

Наиболее близким техническим решением является двухкоординатный зеркальный дефлектор, - содержащий источник света, отклоняющие зеркала, закрепленные на осях двух электромеханических приводов. После отклоняющих зеркал по ходу световых лучей установлен объектив. С элек- 30 тромеханическими приводами связаны два управляющих блока. Кроме того, он снабжен вторым источником света, частота излучения которого отлична от частоты излучения первого источ- З5 ника, дихроичным зеркалом и полупрозрачным зеркалом, установленными под углом одно к другому по хо- ду световых лучей после объектива, и двумя преобразователями положе- 40 ния световой точки в цифровой код, установленными по ходу световых лучей после полупрозрачного зеркала (23.

Однако этот известный дефлектор 45 имеет отклоняющую систему только для одного луча, которым и производится сканирование в плоскости нормальной к выходной оптической оси.

При этом второй источйик света ис- 50 пользуется не для сканирования,а для повышения точности и скорости отклонения светового луча. Два управляющих блока предназначены для управления отклонением луча по двум 55 взаимно перпендикулярным направлениям. Таким образом, сканирование одним лучом не позволяет дифференцировать два и более препятствий, находящихся в данный момент времеви на выходной оптической оси системы, Целью изобретения является контроль и исследование распределения фаз в гетерофазных процессах.

Поставленная цель достигается тем, что лазерное сканирующее устройство, содержащее источник света, отклоняющие зеркала с электромеханическими приводами, расположенный на выходной оптической оси отклоняющих зеркал формирующий объектив и управляющие блоки, снабжено по крайней мере одним дополнительным формирующим объективом и полупрозрачным зеркалом, а также непрозрачным зеркалом, расположенными за источником света соосно с ним, не менее чем двумя, фокусирующими с объективами, установленными на выходных оптических осях формирующих объективов, блоком совпадения и соединенными с ним фотодетекторами, расположенными в фокальных плоскостях фокусирующих объективов.

На чертеже представлена схема устройства для случая сканирования тремя лучами.

Лазерное сканирующее устройство содержит лазер (источник света)

1. Соосно с источником света расположены последовательно два полупрозрачных зеркала 2 и непрозрачное зеркало 3, Причем зеркала 2 и зеркало 3 расположены под углом к выходной оптической оси лазера 1. Кроме того, устройство содержит отклоняющие зеркала 4, расположенные под углами к выходным оптическим осям полупрозрачных зеркал 2 и непрозрачного зеркала 3. Отклоняющие зеркала соединены с электромеханическими приводами 5, которые в свою очередь соединены с управляющими блоками 6.

На выходных оптических осях отклоняющих. зеркал 4 расположены формирующие объективы 7, причем отклоняющие зеркала 4 находятся в фокальных плоскостях объективов 7. На выходных оптических осях формирующих объективов 7 расположены фокусирующие объективы 8, в фокальнык плоскостях которых расположены фотодетекторы 9, соединенные с блоком совпадения 10.

53618

Корректор В. Гирняк

Редактор С. Титова Техред С.Мигунова

Заказ 5766/3

Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

3 10

Объект контроля (носитель информации) 11 помещается между формирующими объективами 7 и фокусирующими объективами 8 в зоне пересечения выходных оптических осей отклоняющих зеркал 4 и объективов 7.

Устройство работает следующим образом, Лазер 1 генерирует луч, ко орый проходит через полупрозрачные зеркала 2 и непрозрачное зеркало 3.

Эти зеркала делят луч лазера 1 и направляют лучи, полученные в результате деления, на отклоняющие зеркала 4, соединенные с электромеханическими приводами 5. Изменение углов отклонения отклоняющих зеркал 4 производится при помощи управляющих блоков 6. При этом управляющие блоки 6 при помощи цифроаналоговых преобразователей формируют сигналы ступенчатой формы.

Цифроаналоговые преобразователи управляющих блоков 6 работают от одного генератора тактовых импульсов, что позволяет синхронно и согласованно отклонять отклоняющие зеркала 4. При этом кажцой ступеньке электрического сигнала на выходе управляющих блоков 6 соответствует определенный угол отклонения отклоняющих зеркал 4. Колеблющиеся лучи с отклоняющих зеркал 4 проходят через формирующие объективы

7, в фокальных плоскостях которых расположены отклоняющие зеркала 4.

После формирующих объективов 7 развертка каждого луча становится

5 плоскопараллельной. Все лучи пересекаются в одной точке и образуют некоторый объем (зону пересечения), которым построчно сканируется носитель информации 11. Далее лучи, несущие информацию, проходят через фокусирующие объективы 8 и фокусируются на соответствующих фотодетекторах 9. Каждый луч, встречая во время сканирования препятствие (оп15 тическую неоднородность), изменяет интенсивность освещенности фотодетектора 9. Это приводит к появлению электрического импульса на выходе фотодетектора 9. Все фотодетекторы

20 подключены к входам блока совпадения 10, сигнал на выходе которого появляется только при прохождении точки (объема) пересечения всех лучей через препятствие в носителе информации 11. Препятствие, нахо- дящееся на пути одного или нескольких (но не всех) лучей, не регистрируется. Погрешность дифференциации уменьшается при увеличении

30 числа лучей и углом между ними.

Выход блока совпадения 10 может подключаться, например, к устройству визуального отображения информа— ции.