Устройство для освещения узкой полосы на предметной плоскости оптической системы

 

Изобретение может использоваться преимущественно в устройствах одномерного сканирования изображений,например в репрографических аппаратах или оптических читающих автоматах. Цель изобретения - повышение эффективности использования потока источника света. Устройство содержит отражатель 1, зеркальная поверхность которого выполнена в форме сегмента эллиптического цилиндра; источник света 2, расположенный на первой фокальной линии F 1,1 отражателя 1; отражатель 5, зеркальная поверхность которого выполнена.в форме сегмента эллиптического цилиндра с продольной щелью; плоские отражатели и отражатель 6, который может быть выполнен в форме сегмента эллиптического цилиндра и расположен таким образом , что переносит световой поток, отраженный отражателем 1, на предметную плоскость 7 оптической системы 8 Отражатель 5 собирает на предметной плоскости 7 долю светового потока источника света 2, не перераспределенную отражателем 1. Плоские зеркальные отражатели выполнены перекрывающими область проекций лучей в устройстве на плоскость, перпендикулярную предметной 2 з.п. ф-лы. 5 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 21 V 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4358347/07 (22) 04.01.88 (46) 23.10.91. Бюл. KL 39 (72) Н.А.Ермаков, О.Н.Иванов и А,А.Чайкин (53) 628,952 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я 38424, кл. F 21 Ч 7/12, 1934.

Патент Франции М 2208089, кл. F 21 М 3/00, 1974.

Патент США М 4460932, кл. F 21 Ч 7/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ УЗКОЙ ПОЛОСЫ НА ПРЕДМЕТНОЙ ПЛОСКО- .

СТИ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение может использоваться преимущественно в устройствах одномер- ного сканирования изображений, например в репрографических аппаратах или оптиче-. ских читающих автоматах. Цель изобретения — повышение эффективности использования потока источника света. УсИзобретение относится к осветителям и может использоваться преимущественно в устройствах одномерного сканирования изображений, например в репрографических аппаратах или оптических читающих автоматах.

Цель изобретения — повышение эффективности использования потока источника света путем концентрации излучения на предметной плоскости оптической системы в пределах узкой полосы заданной длины.

На фиг. 1 представлено схематически конкретное выполнение устройства при непосредственном переносе светового потока м,5U«, 1686253 Al тройство содержит отражатель 1, зеркальная поверхность которого выполнена в форме сегмента эллиптического цилиндра, источник света 2, расположенный на первой фокальной линии F 1,1 отражателя 1; отражатель 5, зеркальная поверхность которого выполнена в форме сегмента эллиптического цилиндра с продольной щелью; плоские отражатели и отражатель 6, который может быть выполнен в форме сегмента эллиптического цилиндра и расположен таким образом, что переносит световой поток, отраженный отражателем 1, на предметную плоскость 7 оптической системы 8. Отражатель 5 собирает на предметной плоскости 7 долю светового потока источника света 2, не перераспределенную отражателем 1. Плоские зеркальные отражатели выполнены перекрывающими область проекций лучей в устройстве на плоскость, перпендикулярную предметной. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. на предметную плоскость; на фиг. 2-4 — то Э же, с помощью дополнительных зеркал; на Ql фиг. 5 — вид А на фиг. 1. Од

Устройство для освещения узкой полосы на предметной плоскости оптической системы (фиг. 1-4) содержит отражатель 1, зеркальная поверхность которого выполнена в форме сегмента эллиптического цилиндра, источник 2 света, расположенный на первой фокальной линии F 1,1 отражателя 1, первьй 3 и второй 4 плоские зеркальные отражатели (торцы). Устройство содержит также первую и вторую переносящие световой поток в узкую полосу на предметной плоскости системы отражателей 5 и 6, первая из которых содержит по крайней мере (фиг, 1) отражатель 5 в форме сегмента эллиптического цилиндра с продольной щелью, а вторая — no крайней мере один 5 отражатель 6 в форме сегмента эллиптического цилиндра, предметную плоскость 7 и оптическую систему 8.

Каждая переносящая световой поток в узкую полосу на предметной плоскости си- 10 стема отражателей может содержать (фиг, 2-4) дополнительные плоские отражатели 9 и 10, Отражатели 1, 5 и 6 расположены таким образом, что первая фокальная линия F

1,1 отражателя 1 совпадает с первой фо- 15 кальной линией F 1,2 отража -еля 5, вторая фокальная линия Г 2,,1 отражателя 1 совпадает с осью продольной щели отражателя 5 и первой фокальной линией F 1,3 отражателя 6. Плоские зеркальные отражатели 3 и 4 20 выполнены перекрывающими область проекций лучей на плоскость. перпендикулярную предметной плоскости, причем расстояние между ними определяет длину освещаемой полосы. 25

В устройстве по фиг, 1 отражатели 5 и

6 представляют собой первую и вторую переносящую световой поток в узкук) полосу на предметной плоскости системы отражателей. Вторая фокальная линия F 2,2 отра- 30 жателя 5 совпадает с второй фокальной линией F2,,3 отражателя.6 и лежит в пред-. метной плоскости 7 оптической системы 8, В устройстве по фиг, 2 плоский отражатель 9 расположен под утлом к плоскости, 35 проходящей через первую F1,,2 и вторую F

2,2 фокаг ьные линии отражателя 5 так, что изображение F 2,2 второй фокальной линии

F2,,2 отражателя 5 лежит н предметной пло-. скости 7 и совпадает с второй фокальной 40 линией F 2,3 отражат»5.

Плоский отражатель 9 и отражатель 5 составляют первую переносящую световой поток в узкую полосу на предметной плоскости систему отражателей, 45

В устройстве по фиг. 3 плоский отражатель 10 расположен под углом к плоскости, проходящей через фокальные линии F 1,3 и

"- 2,3 отражателя 6 так, что иэображение F

2,3 второй фокальной линии F 2,3 лежит в 50 предметной плоскосги 7 и совпадает с второй фокальной линией F 2,2 отражателя 5, Плоский отражатель 10 и отражатель 6 составляют вторую переносящую световой поток в узкую полосу систему отражателей, 55

В устройстве по фиг,4 дополнительный плоский отражатель 9 и отражатель 5, дополнительный плоский отражатель 10 и отражатель 6 составляют соответственно первую и вторую переносящие световой поток в узкую полосу на предметной плоскости системы отражателей, Плоский отражатель 9 расположен под углом к плоскости, проходящей через первую F1,,2 и вторую F

2,2 фокальные линии второго отражателя 5 так, что иэображение F 2,2 второй фокальной линии F2,,2 отражателя 5 лежит в предметной плоскости 7 оптической системы 8.

Плоский отражатель 10 расположен под углом к плоскости, проходящей через первую

F 1,3 и вторую F2,,3 фокальные линии отраI жателя 6 так, что изображение F 2,3 фокальной линии F 2,3 отражателя 6 совпадает с иэображением второй фокальной линии F

2,2 отражателя 5 и лежит в предметной плоскости 7, Устройство работает следующим образом, При включении источника 2 света, расположенного на первой фокальной линии F

1,1 отражателя 1, часть светового потока падает на зеркальную поверхность отражателя 1 и фокусируется на ее второй фокальной линии F 2,1. Затем зта часть светового потока проходит через продольную щель о i-ражателя 5, падает на зеркальную поверхность отражателя 6 и фокусируется на ее второй фокальной линии F 2,3. лежащей в предметной плоскости 7.

Другая часть светового потока от источника 2 света падает на зеркальную поверхность отражателя 5 и фокусируется на ее второй фокальной линии F 2,2, лежащей в предметной плоскости 7.

Так как ширина продольной щели отражателя 5 мала вследствие того, что ось его продольной щели совпадает с фокальными линиями F 2,1 и F 1,3, то устройство обеспечивает угол охвата источника света в меридиональной плоскости, близкой к 27г рад.

При этом часть светового потока, падающая на зеркальные поверхности плоских отражателей 3 и 4, также фокусируется на совпадающих фокальных линиях 2,2 и F 2,3.

В результате на предметной плоскости

7 оптической системы 8 формируется узкая полоса, ширина которой определяется поперечным размером источника 2 света. Так как плоские отражатели 3 и 4 выгголнены перекрывающими область проекций лучей на плоскость, перпендикулярную предметной плоскости, то длина освещаемой узкой полосы on редел я ется расстоя н ием между ними. В отличие от работы устройства по фиг. 1, где световой лоток от источника света переносится в узкую полосу на предметной плоскости непосредственно отражателями 5 и 6, в устройствах по фиг, 2 и 3 он переносится с помощью дополнительного плоского отражателя 9 (или 10), кото1686253 рый устанавливается под углом к плоскости, соединяющей первую F1,,2 и вторую F 2,2 фокальную линию отражателя 5 (фиг, 2) или соединяющей первую F 1,3 и вторую F 2 3 фокальную линию отражателя 6 (фиг. 3). 5

В этом случае та часть светового потока от источника 2 света, которая падает на зеркальную поверхность отражателя 5 или

6, соответственно фокусируется на ее второй фокальной линии F 2,2 или F 2,3, соответственно отражаясь от плоского зеркального отражателя 9 (или 10), который

I формирует действительное изображение F

2,2 или F 2,3 второй фокальной линии F 2,2 отражателя 5 или F 2,3 отражателя 6 соответственно, лежащее в предметной плоскости 7 и совпадающее с второй фокальной линией F2,,3 отражателя 6 или F 2,2 отражателя 5 соответственно.

В устройстве по фиг,4 в отличие от фиг.

1 световой поток переносится в узкую полосу на предметной плоскости 7 с помощью двух дополнительных плоских зеркал 9 и 10, каждое из которых установлено под углом к плоскости, соединяющей первую F 1,2 и вторую F 2,2 фокальные линии отражателя 5 и

nepsye F 1,3 и вторую F 2,3 фокальные линии отражателя 6 соответственно. В этом случае часть светового потока от источника

2 света, падающая на зеркальную поверхность отражателя 5, фокусируется на ее второй фокальной линии F 2,2 отражаясь от плоского зеркального отражателя 9, кото- рый формирует действительное изображение F2,,2 второй фокальной линии F 2,2 лежащей в предметной плоскости 7. Другая часть светового потока от источника 2 света, падающая на зеркальную поверхность отражателя 6, фокусируется на ее второй фокальной линии F 2,3,отражается от плоского зеркального отражателя 9, который формиi рует действительное изображение F 2,3 второй фокальной линии F 2,3, совпадающее с изображением F 2,2 второй фокальной линии F 2,2 отражателя 5, 10 терь за счет диафрагмирования светового

Предложенное устройство для освещения узкой полосы на предметной плоскости оптической системы отличается от известного тем, что энергетически более выгодно, так как позволяет при использовании одного и того же источника света получить в предметной плоскости оптической системы более высокий уровень освещенности. Это достигается за счет эффективного использования всего светового потока от источника света путем концентрации его на

55 предметной плоскости в пределах узкой полосы заданной длины.

По сравнению с известным в предложенном устройстве отсутствуют потери на отражение при переходе границы двух сред и потери из-за поглощения оптической средой световода. Кроме того, в предложенном устройстве можно испольэовать протяженный источник света без дополнительных попотока самим источником света.

Формула изобретения

1. Устройство для освещения узкой полосы на предметной плоскости оптической системы, содержащее основной зеркальный отражатель, выполненный в форме сегмента эллиптического цилиндра с двумя плоскими торцами, на первой фокальной линии цилиндрической части указанного основного отражателя размещен источник света, укаэанные плоские торцы установлены перпендикулярно образующим эллиптического цилиндра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности использования потока источника света, оно снабжено двумя дополнительными системами отражателей, предназначенными для переноса светового потока на узкую полосу предметной плоскости, каждая из которых включает в себя по крайней мере по одному зеркальному отражателю в форме сегмента эллиптического цилиндра, при этом в указанном отражателе первой дополнительной системы выполнена продольная щель и он установлен таким образом, что его первая фокальная линия совмещена с первой фокальной линией основного зеркального отражателя, продольная ось щели с второй фокальной линией основного зеркального отражателя, а указанный отражатель второй дополнительной системы установлен по ходу распространения лучей источника света за первой дополнительной системой таким образом, что его первая фокальная линия совмещена с второй фокальной линией основного зеркального отражателя.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что укаэанные отражатели дополнительных систем размещены таким образом, что их вторые фокальные линии совмещены и лежат на предметной плоскости оптической системы.

3, Устройство по пп, 1 или 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что плоские торцы указанного основного зеркального отражателя выполнены таких размеров, что в рабочем состоянии перекрывают область проекции световых лучей на плоскости установки торцов.

1686253

1686253

Составитель И.Зайцев

Техред M. Моргентал

Редактор В.Данко

Корректор О,Кравцова

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3589 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5