Оптическая головка для фокусировки пучка лучей

 

Изобретение относится к прецизионному приборостроению и может быть использовано при проектировании узлов фокусировки оптических систем оптикоэлектронных устройств. Для повышения виброустойчивости, расширения диапазона рабочих частот и.диапазона линейного перемещения оптической системы, а также для повышения точности фокусировки пучка оптических лучей при одновременном упрощении оптической головки,ходовая гайка 7, с размещенными по ее окружности постоянными магнитами 8, устанавливается в резьбовом отверстии втулкообразного корпуса 4. На внешней стороне втулкообразного корпуса 4 расположена электрическая обмотка управления 6, а в его торце предусмотрены пазы 5, в которых расположены стержневые направляющие 3, установленные в конце трубчаюго каркаса 1. Трубчатый каркас 1 с оптической системой выполнен с внешней резьбой и установлен в резьбовом отверстии ходовой гайки 7. Резьбовые соединения гайки 7 с втулкообразным корпусом 4 и гайки 7 с трубчатым каркасом 1 выполнены одного направления (обе правые или обе левые). Внешние резьбы трубчатого каркаса 1 и гайки 7 выполнены по краям указанных элементов, их средние части занижены по диаметру для уменьшения резьбового трения, а ходовая гайка, трубчатый каркас и втулкообразный корпус выполнены из немагнитного материала . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 11 В 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4749827/10 (22) 17;10.89 (46) 15,11.91. Бюл. М 42 (72) А.Н, Степанов, А.В. Тюленее, В.В. Судаков, Ю.Н. Виноградов и К.К. Кацари (53) 681.84.0012(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1247929, кл. G 11 В 7/00, 1976. (54) ОПТИЧ ЕСКАЯ ГОЛОВ КА ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ПУЧКА ЛУЧЕЙ (57) Изобретение относится к прецизионному приборостроению и может быть использовано при проектировании узлов фокусировки оптических систем оптикоэлектронных устройств. Для повышения виброустойчивости, расширения диапазона рабочих частот и диапазона линейного перемещения оптической системы, а также для повышения точности фокусировки пучка оптических лучей при одновременном упрощении оптической головки, ходовая гайка 7, с размещенными по ее окружности постоянИзобретение, относится к прецизионному приборостроению и может бьг.ь использовано при проектировании узлов автоматической фокусировки оптических систем оптико-электронных устройств, Целью изобретения является повышение виброустойчивости и точности фокусировки, расширение диапазона рабочих частот и диапазона фокусировки пучка лучей при упрощении конструкции оптической головки.

На чертеже представлена оптическая головка в поперечном разрезе.

Оптическая головка для фокусировки пучка лучей состоит иэ рубчатого каркаса 1, „„SU „„1691884 А1 ными магнитами 8, устанавливается в реэьбовом отверстии втулкообразного корпуса

4. На внешней стороне втулкообразного корпуса 4 расположена электрическая обмотка управления 6, э в его торце предусмотрены пазы 5, в которых расположены стержневые направляющие 3, установленные в конце трубчатого каркаса 1, Трубчатый каркас 1 с оптической системой выполнен с внешней резьбой и установлен в резьбовом отверстии ходовой гайки 7.

Резьбовые соединения гайки 7 с втулкообразным корпусом 4 и гайки 7 с трубчатым каркасом 1 выполнены одного направления (обе правые или обе левые). Внешние резьбы трубчатого каркаса 1 и гайки 7 выполнены по краям укаэанных элементов, их средние части занижены по диаметру для уменьшения реэьбового трения, а ходовая гайка, трубчатый каркас и втулкообразный корпус выполнены иэ немагнитного материала. 1 ил. оптической системы 2 (например, обьектива) стержневых направляющих 3, втулкообразного корпуса.4 с расположенными в его торце пазами 5, а также обмотки 6, расположенной на внешней стороне втулкообраэного корпуса 4, Оптическая система 2 жестко закреплена внутри трубчатого каркаса 1, в котором установлены стержневые направляющие 3, Трубчатый каркас 1 с помощью резьбового соединения установлен внутри ходовой гайки 7, внешней своей резьбой связанной с внутренней резьбой втулкообразного корпуса 4 таким образом, что стержневые. направляющие 3 трубчатого каркаса 1 расположены в пазах 5 втулкооб1691884

20 разного корпуса 4. Трубчатый каркас 1, втулкообраэный корпус 4, гайка 7 выполнены из немагнитного материала, а внутри ходовой гайки 7 по ее окружности симметрично вмонтированы постоянные магниты

8. Резьбовые соединения ходовой гайки 7 с втулкообраэным корпусом 4 и гайки 7 с трубчатым каркасом 1 выполнены одного направления нарезки (обе правые или обе левые). Внешние резьбы трубчатого каркаса

1 ходовой гайки 7 выполнены по краям укаэанных элементов, а их средние части занижены по диаметру для уменьшения величины резьбового трения.

Оптическая головка работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку 6 втулкообразного корпуса 4 постоянные магниты 8 ходовой гайки 7 взаимодействуют с электромагнитным полем, создаваемым обмоткой б, в результате чего ходовая гайка 7 вращается и в зависимости от полярности поданного напряжения и, направления внешнего резьбового соединения ввинчивается или вывинчивается ва втулкообразный корпус 4. При этом невращающийся эа счет наличия направляющих 3 трубчатый каркас 1 перемещается по внутренней резьбе ходовой гайки 7, Относительные перемещения гайки 7 во втулкообраэном корпусе

4, а также трубчатого каркаса 1 по ходовой гайке 7 вычитаются, вследствие чего перемещение трубчатого каркаса 1 относительно втулкообразного корпуса 4 осуществляется с весьма малым передаточным коэффициентом.

Обмотка 6 втулкообразного корпуса 4 может быть выполнена многосекционной, т,е. может быть реализован принцип шагоеого двигателя, что позволит с большой точностью управлять угловым положением ходовой гайки 7 и как следствие дополнительно повысить точность перемещения трубчатого каркаса 1 относительно втулкообраэного корпуса 4. При этом повышается точность фокусировки пучка лучей, Использование для линейного осевого перемещения трубчатого каркаса 1 с закрепленной в нем оптической системой 2 дифференциального винтового ходового механизма придает оптической головке для фокусировки пучка лучей устойчивость к вибрациям по любым осям. Относительное изменение положения трубчатого каркаса 1 с закрепленной в нем оптической системой

2 и втулкообразного корпуса 4 при внешних ударных и вибрационных воздействиях возможно лишь в пределах погрешности изготовления резьб, которые могут быть выполнены с весьма высокой степенью точности. Кроме того, дополнительно улучшается центровка оптической системы 2 относительно втулкообразного корпуса 4, которая определяется погрешностью изготовления деталей.

Частоты собственных резонансных колебаний оптической головки для фокусировки пучка лучей определяются частотами собственных резонансных колебаний материалов, из которых изготовлены детали, и значительно выше частоты собственных резонансных колебаний устройства прототипа, что позволяет расширить диапазон рабочих частот.

Формула изобретения

Оптическая головка для фокусировки пучка лучей, содержащая расположенный во втулкообраэном корпусе трубчатый каркас с оптической системой, а также электромагнитный привод перемещения трубчатого каркаса, состоящий из постоянных магнитов и обмотки управления, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения виброустойчивости, точности фокусировки расширения диапазона рабочих частот и диапазона фокусировки пучка лучей при упрощении конструкции оптической головки,в нее введены направляющие стержни и ходовая гайка с внешней и внутренней резьбами, трубчатый каркас выполнен с внешней резьбой и установлен во внутреннем резьбовом отверстии ходовой гайки, которая размещена внешней резьбой в отверстии втулкообразного корпуса, выполненного резьбовым, в торце втулкообразного корпуса выполнены направляющие пазы, в которых установлены направляющие стержни, укрепленные на торце трубчатого каркаса, постоянные магниты равномерно размещены по окружности ходовой гайки, а обмотки устройства укреплены с внешней боковой стороны втулкообразного корпуса, при этом ходовая гайка, трубчатый каркас, втулкообразный корпус выполнены из немагнитного материала, резьбовые соединения выполнены одного направления, а внешние резьбы выполнены по краям ходовой гайки и трубчатого каркаса. средние части которых выполнены в виде углублений, 1691884

2 1

Составитель С. Ильчук

Редактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Заказ 3931 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

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