Оптико-механическое развертывающее устройство

 

ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующую оптическую систему и приемник излучения, при этом число наклонных прорезей четное, а начало каждой из прорезей и конец каждой следующей размещены на одной образующей цилиндрической поверхности, отличающееся тем, что, с целью снижения световых потерь при синхронной развертке сигналов от нескольких источников одним развертывающим элементом, оно снабжено двумя основными валами, один из которых ведущий , а второй ведомый, и двумя дополнительными формирующими валами с параллельными осями вращения, лежащими в плоскости , перпендикулярной оптической оси устройства, а развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью выполнен в виде гибкой замкнутой ленты, натянутой между валами так, что участки ленты между формирующими валами расположены i вплотную друг к другу с возможностью поступательного перемещения навстречу друг (Л другу. со 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК э@в G 02. В 27/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫБР4@0 Q

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3558669/18-10 (22) 02.03.83 (46) 15.07.84. Бюл. № 26 (72) А. С. Маркин, В. И. Рябенков и Ю. И. Туснов (71) Московский институт радиотехники электроники и автоматики (53) 535.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 957148, кл. G 02 В 27/17, 1980 (прототип). (54) (57) ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ РА3ВЕРТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЛСТВО, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующую оптическую систему и приемник излучения, при этом число наклонных прорезей четное, а

„„SU„„1103184 A начало каждой из прорезей и конец каждой следующей размещены на одной образующей цилиндрической поверхности, отличающееся тем, что, с целью снижения световых потерь при синхронной развертке сигналов от нескольких источников одним развертывающим элементом, оно снабжено двумя основными валами, один из которых ведущий, а второй ведомый, и двумя дополнительными формирующими валами с параллельными осями вращения, лежащими в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства, а развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью выполнен в виде гибкой замкнутой ленты, натянутой между валами так, что участки ленты между формирующими валами расположены вплотную друг к другу с возможностью по- Я ступательного перемещения навстречу друг другg.

1103184

20

35

Изобретение относится к приборостроению, к системам оптико-механической развертки, используемым для сканирования носителей информации например, в фототелеграфии) .

Известно оптико-механическое развертывающее устройство, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующую оптическую систему и приемник излучения, при этом число наклонных прорезей четное, а начало каждой из прорезей и конец каждой следующей размещены на одной образующей цилиндрической поверхности-. Развертка обеспечивается перемещением вдоль образующей цилиндра оптически прозрачного отверстия, образующегося в место пересечения двух диаметрально противоположных прорезей так, что за один полный оборот развертка может быть осуществлена Х/2 раз, где Й— кисло прорезей (1 ) .

Недостатком этого устройства являются значительные потери световой энергии, а также невозможность обеспечения синхронной развертки сигналов сразу от нескольких источников информации. Свет, падающий На боковую поверхность цилиндра, распространяется внутри него в виде расходя-! цегося пучка. Расходимость обусловлена как дифракционными явлениями (до 20% световых потерь), так и несовершенством изготовления и юстировки используемой оптики., Таким образом, только часть энергии светового пучка, поступающего в цилиндр, используется для сканирования.

Кроме того, несмотря на большое число прорезей на поверхности цилиндра, для развертки каждый раз может использоваться только одна пара прорезей, расположенных диаметрально противоположно, что не позволяет использовать устройство для считывания многострочной информации, например листа книги.

Цель изобретения — снижение световых потерь при синхронной развертке сигналов от нескольких источников одним развертывающим элементом.

Поставленная цель достигается тем, что опти ко-механическое развертывающее устройство, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующу!о оптическую систему и приемник излу чсн!!я при этом число наклонных прорезеи:låònîå, а начало каждой из прорезей и Оцсц каждой следу!о!цей размещены на од Ой образующей цилиндрической поверхности, снабжено двумя основными валами, один из которых ведущий, а второй ведомый, и двумя дополнительными формируюшими валами с параллельными осями вращения, лежащими в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства, а развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью выполнен в виде гибкой. замкнутой ленты, натянутой между формируюшими валами так, что участки ленты между формирующими валами расположены вплотную друг к другу с возможностью поступагельного перемещения навстречу друг другу.

Такое конструктивное решение обеспечивает использование для сканирования энер гии всего расходящегося светового пучка и возможность синхронного считывания многострочной информации одним элементом развертки.

На фиг. 1 показана оптическая схема развертывающего устройства, общий вид; на фиг. 2 — схема взаимного расположения валов, ленты с прорезями в элементе развертки и считываемого текста.

Развертывающее устройство содержит источник излучения 1, оптическую систему 2, фокусирующую светящуюся полосу, развертывающий элемент 3 в виде гибкой замкнутой ленты с прорезями 4, натянутой!!ежду системой валов двух основных 5 и 6 и двух дополнительных 7 и 8), проецирующую оптическую систему 9, и приемник излучения 10. На фиг. 2 указаны также следящие отверстия 11, образующиеся в местах пересечения двух диаметрально противоположных прорезей 4 и перемещающиеся вдоль строки считываемого текста 12. Число следящих отверстий 11 равно, например, числу строк в считываемом тексте 12. Как и в прототипе число наклонных прорезей на ленте должно быть четным, причем начало каждой из прорезей и конец каждом следующей размещены на одной образующей ленты. При освещении плоского участка ленты оптической системой со стороны источника излучения свет сквозь нее проходит только в местах пересечения диаметрально противоположных прорезей, расположенных в противоположных частях ленты.

Выполнение цилиндрической поверхности развертывающего элемента в виде гибкой замкнутой ленты с прорезями и расположение вплотную частей ленты, движущихся поступательно вдоль одной прямой в прямо противоположных направлениях, исключает потери света, связанные с расходимостью и обеспечивает почти 100% использование энергии светового пучка для сканирования.

Практически все излучение, падающее на ленту в пределах, определяемых размерами ромбовидного отверстия, выводится из нее в виде сканирующего пучка.

Более того, при таком конструктивном решении упрощается оптическая система 2, формирующая светящуюся полоску и состоящая из последовательно расположенных сферического и цилиндрического элементов. Эта система может быть заменена

1103184 более простой оптической системой, формирующей сходящийся на поверхности ленты пучок света.

Так как поперечный размер светового пятна может быть сведен соответствующей юстировкой до -10Л, то это позволяет существенно уменьшить ширину прорезей на ленте, а следовательно и уменьшить сечение сканирующего пучка (оно определяется размера ми диагоналей ромбовидного отверстия) . Пространственное разрешение устройства определяется диагональю ромба, совпадающей с направлением образующей ленты. Поэтому, чем меньше эта диагональ ромбовидного отверстия, тем больше элементов разрешает устройство на одном и том же участке обзора. При ширине щели

d=3 мм будет разрешено 60 элементов.

Так как ширина прорезей может быть уменьшена при сохранении прежней светосилы устройства, то, следовательно, может быть существенно увеличено число прорезей, что ведет к увеличению частоты следования и числа сканирующих отверстий.

Число считывающих отверстий на плоском рабочем участке ленты определяется длиной плоского участка, углом наклона прорезей к образующей ленты и шириной ленты

0= — — - — — 7

- у . где f — длина плоского (рабочего) участка ленты; б — ширина рабочего участка ленты (имеется ввиду, что для обеспечения механической целостности ленты прорези не должны занимать всю ширину ленты); — угол наклона прорези к образующей ленты.

Так, при длине и ширине рабочего участка ленты, определяемыми форматом машинописного листа и угле oC = 10 устройство может одновременно считывать 10 строк;

При уменьшении угла наклона прорезей а(наряду с уменьшением времени развертки и, соответственно, увеличении скорости пробега луча вдоль образующей ленты, увеличивается также число следящих отверстий на единицу длины ленты.

Поскольку система прорезей на ленте жестко и однозначно связана самой лентой, то это обеспечивает возможность син хронного считывания информации сразу несколькими следящими отверстиями.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения направляется на оптическую систему 2. Оптическая система 2 направляет сходящийся у10 чок света на одну или несколько образующих ленты 3, на которых имеется пересечение прорезей 4. В месте пересечения двух противоположных прорезей 4 на ленте 3 образуется ромбовидное сканирующее отверстие 11. При вращении ведущего вала 5, обе>5 спечивающего поступательное перемещение навстречу друг другу частей ленты 3 на рабочем участке (между дополнительными валами 7 и 8), ромбовидное отверстие

4 перемещается поперек ленты (вдоль ее ооразующей) со скоростью, зависящей от радиуса ведущего вала, частоты вращения

Ш и угла наклона прорезей o(..

U = — 2.ctgkR.uJ

При А =-! 0, R = 0,05 м, g = — — — — 500 Гц, U=900 м/с. Таким образом, строкй длиной

150 мм пробегается лучом за время 1,7 х х10 4с. С той же скоростью перемещается луч света, вырезаемый ромбовидным отверстием, при этом осуществляется непрерывное сканирование.

Встречая на своем пути объект, вызывающий модуляцию светового пучка, луч света затем проецируется оптической системой 9 на приемник излучения 10, вызывая изменения его тока, связанные с характером модуляции светового пучка.

В оптико-механическом развертывающем устройстве существенно уменьшаются потери световой энергии, увеличивается быстродействие и обеспечивается возможность синхронного считывания многострочной

40 информации одним элементом развертки.

Устройство несложно в изготовлении и имеет высокие эксплуатационные качества. Оно может быть использовано для исследования быстропеременных процессов, сверхскоростной регистрации многострочной информации в фототелеграфии.

1103184

12

Составитель В Дринь

Редактор Л. Авраменко Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 4975/35 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4