Устройство для сканирования оптического луча

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ЛУЧА, содержащее источник излучения, два отклоняющих элемента , отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и зшрощения конструкции, отклоняющие элементы выполнены в виде двух концентрических зеркал, внутреннего и кольцевого наружного, установленных на оси вращения под углами 0( и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (1Е (11) 4(51) С 02 В 26 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ9

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 3615021/24-10 (22) 13.05.83 (46) 30.01.85. Бюл. У 4 (72) В.А.Фадеев и В.Е.Кулаков (53) 535.8(088.8) (56) 1. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве.

M., "Советское радио", 1977, с. 223.

2. Фефилов Е.В. Прикладная оптика.

И., Геодезиздат, 1947, с. 388. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ

ОПТИЧЕСКОГО ЛУЧА, содержащее источник излучения, два отклоняющих элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и упрощения конструкции, отклоняющие элементы выполнены в виде двух концентрических зеркал, внутреннего и кольцевого наружного, установленных на оси вращения под углами

o(v(5 соответственно к плоскости, перпендикулярной оси вращения, кроме того,устройство снабжено двумя неподвижнымн зеркалами, первое из которых установлено между отклоняющими элементами и источником оптического излучения под углом к оси последнего, а второе — в ходе луча между первым неподвижным зеркалом и отклоняющим наружным кольцевым зеркалом, при этом расстояние 1 от центра концентрических зеркал до плоскости сканирования и длина строки и определяются соотношениями 2р

1ф2(Ж-P)

Я2р

А - 21(((2(к- ф tg 2 (g < pj) ф4 - P) при к=00, +0,02+00 и ot, > p Е где 00(— расстояние от центра концентрических зеркал до центра первого зеркала;

0 0 - расстояние от центра пер.вого неподвижного зеркала Я до центра второго;

00 — расстояние от центра кон2 центрических зеркал до центра второго неподвижного зеркала.

113.7429

Изобретение относится к факсимильной технике, а именно к оптикомеханическим дефлекторам, в основу работы которых положены механические перемещения в пространстве преломляющих или отражающих элементов.

Известен дефлектор с использованием вращающегося зеркального бара>бана-призмы (1) .

1О

Указанный дефлектор позволяет получить значительные скорости развертки, имеет относительно простую конструкцию и большую разрешающую способность, однако требует высокой

15 точности при изготовлении и поэтому очень дорог, что ограничивает его применение.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

20 устройство для сканирования оптического луча, содержащее два отклоняющих элемента, в качестве которых используются два преломляющих стеклянных клина, синхронно вращающиеся

25 в противоположные стороны(2).

Однако для приведения во вращение двух клиньев необходима механическая передача между ними в виде зубчатых колес, ремней и т.д., что значительно снижает точность и раз30 решающую способность устройства.

Кроме того, устройство применяют только с монохроматическим источником света вследствие возможной дисперсии света. При этом невозможно З5 изменение параметров сканирования беэ замены клиньев, требующих высокой точности изготовления. .Цель изобретения — повышение разрешающей способности устройства и 40 упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сканирования оптического луча, содержащем источник излучения, два отклоняющих 45 элемента, последние выполнены в виде двух концентрических зеркал, внутреннего и кольцевого наружного, установленных на оси вращения под углами о и Р соответственно к перпен-50 дикулярной к ней .плоскости, кроме того, устройство снабжено двумя неподвижными зеркалами, первое из которых установлено между отклоняющими элементами и источником оптического 55 излучения под углом к оси последнего, а второй — в ходе луча между первым неподвижным зеркалом и,отклоняющим наружным кольцевым зеркалом, при этом расстояние 3 от центра концентрических зеркал до плоскости сканирования и длина строки A определены соотношениями е.а ь г )

)gгь-р)

4=гг — (г(м-))) )gz)«))) ((к- р) при к-00 +0„0 +00 и g>p, где ) — расстояние от центра концентрических зеркал до строки;

А — длина строки;

00 — расстояние от центра кон1 центрических зеркал до центра первого зеркала;

010 — расстояние от центра первого неподвижного зеркала до центра второго;

00 — расстояние от центра концент2 рических зеркал до центра второго неподвижного зеркала.

На фиг. 1 и 2 схематически представлено устройство для сканирования оптического луча.

Устройство содержит излучатель 1, концентрическое внутреннее зеркало 2, первое и второй неподвижные зеркала 3 и 4, концентрическое внешнее зеркало 5, ось 6 приводного вала 2, плоскость 7.

Неподвижное первое зеркало 3, имеющее отверстие в центре для прохождения луча, расположено перед излучателем 1, например оптическим квантовым генератором, на его оптической оси, которая совпадает с осью приводного вала. На оси 6 приводного вала концентрически установлено внешнее и внутреннее зеркала 5 и 2, установленные под углами g и /3 соответственно к плоскости, перпендикулярной оси 6 приводного вала.

В пучке лучей, отраженных от .внутреннего концентрического зеркала 2, установлено первое неподвижное зеркало 3. В пучке лучей, отраженных от первого неподвижного зеркала 3, установлено второе неподвижное зер-, кало 4, отражающее на внешнее концентрическое зеркало 5, направляющее лучи на строку в плоскости 7.

Параметры установки определены соотношениями

1(2р

) tg2u где ц g-p при ) p K=001 +0 0 +00 ф

3 — расстояние от центра концентрических зеркал до строки, 1угр ((2 у 2 и)

2 где А - длина строки;

g =о(+ Р х=-А sin P

2 где (f — угол поворота приводного вала 6.

Скорость перемещения следа луча по плоскости 7

V= — =- А cos(f

dx1

Устройство работает следующим образом.

Луч от излучателя 1 через отверс. тие в зеркале 3 попадает в центр зеркала 2. Отраженный от зеркала 2 луч попадает на зеркало 3, на поверхности которого он описывает эллипс.

Угол между падающим и отраженным лу,чом равен 2 . Отражаясь от зеркала З,З5 .луч попадает на зеркало 4 и затем на зеркало 5. Отражаясь от зеркал 3 и 4, луч изменяет направление вращения на противоположное, и по поверхности зеркала 5 он вращается в сторо- ну, противоположную направлению вращения приводного вала 6. Вследствие этого за один оборот приводного вала 6 углы, под которыми луч попадает на зеркало 5 и отражается от не-

Текущая координата следа луча на плоскости (от точки 0 ) 113 7429 4 го, будут дважды складываться и дважды вычитаться, поэтому на некотором удалении 8 от центра О луч переме-е, щается на плоскости 7 не по эллипсу, а по прямой линии е =.- —

t 28

tg25) где@ =а-(; к= 00 +О 0 +00 °

Вследствие введения двух плоских зеркал и выполнения отклоняющих элементов в виде двух концентрических зеркал, установленных на оси вращения под углами g и Р к плоскости, перпендикулярной оси вращения, в данном устройстве по сравнению с прототипом исключена зубчатая передача между отклоняющими элементами и благодаря этому повышена разрешающая способность сканирования. Кроме того, изготовление клиньев, содержащихся в прототипе, требует высокой точности исполнения, и замена этих клиньев плоскими зеркалами упрощает конструкцию. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет повышенную разрешающую способность и упрощенную конструкцию. При этом возможно, меняя углы и /3, изменять параметры устройства без замены его деталей. К тому же устройство можно применять с любым источником света, а не только с монохроматическим, как в прототипе.

Устройство отличается от базового объекта (сканер G300PD фирмы Genera(Scanning в факсимильном аппарате

TN4006 фирмы НеИ ) высокой разрешающей способностью и простотой конструкции, так как наличие возвратнопоступательного движения подвижных частей, в том числе и зеркала, ограничивает быстродействие, снижает разрешающую способность устройства, а также делает устройство сложным и громоздким.

1137429 . ВНИИПИ - Заказ 10519/34

Ткраи 526 Подиисное

° канал ППП. "Патент", r. Уагороа, уа. Проектнан, 4