Устройство для формирования оптического пучка

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4874882/10 (22) 18.1 0.90 (46) 30.11.93 Бюл. ¹ 43 — 44 (71) Санкт-Петербургский институт кино и телеви— дения (72) Голод И.С.; Голод Д.И.; Косарский Ю.С. (73) Санкт — Петербургский институт кино и телеви— дения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОП—

ТИЧЕСКОГО РУЧКА (19) RU (и) 2004008 С1 (51) 5 G02819 00 G03827 16 (57) Использование: изобретение предназначено . для оптико — электронных систем записи или воспсоизведения телевизионных изображений. Сущность изобретения: на пути светового пучка, излучаемого, например. лазером, располагается расширитель светового пучка, за которым установлена оптическая система из двух линзовых растров и двух объективов, создающая в пространстве изображений наложение друг на друга световых пучков от всех линз растра. 3 ил.

2004008

Изобретение относится к оптическим узкой световой полосы, необходимых для устройствам и может быть использовано в упомянутых выше систем записи или считыформирователях оптических, например, ла- вания видеоинформации. зерных пучков для оптико-электронных сис- B большей степени заявляемому усттем записи или считывания 5 ройству соответствует оптическая система, видеоинформации.. описание которой дано в (3) (выбрана в каТипичной задачей при разработке на- честве прототипа). Эта оптическая система званных систем является создание уст- предназначенадля проекциисповышенной ройств формирования оптического пучка равномерностью освещенности прозрачно(осветителей) с равномерной интенсивно- 10 го объекта. Помимо источника излучения со стью по сечению этого пучка и с широким светящимся телам здесь применены: Kollдиапазоном размеров сечения и отношения лектор, два одинаковых сферических расразмеров осей сечения пучка. Расширение твора, коллектив и конденсор, включенные пучка с последующим диафрагмированием последовательно, даже при использовании анаморфирующих "5 Недостатком осветительной системы по оптических элементов лишь частично реша- этой схеме является то, что в плоскости обьет задачу выравнивания интенсивности j1). екта изображается первый растр, вследстРадиальное решение задачи связано с при- вие чего любые погрешности изготовления менением в составе формирователя линзо- растра в целом и его отдельных линз, как то . вых растворов. При этом в зависимости от 20 царапины, свили, пыль и др., переносятся типа сканирующего устройства, работаю- объективом в плоскость изображения, что щего обычно совместно с формирователем, приводит к существенному ухудшению. каразмер сечения и отношение его осей в ра- чества изображения. бочей зоне могут иметь широкий диапазон Целью изобретения является создание значений. Так, малые значения отношения 25 формирователя оптического пучка с лазердлин осей (1:1...10;1} при сравнительно ным источником излучения для устройств больших размерах самого сечения харак- записи (регистрации) или считывания (восптерны для работы с оптико-механическими роизведения) изображения при высокой сканерами, а большие отношения длин осей равномерности его интенсивности по сечесечения (100;1„.1000:1) связаны преимуще- 30 нию, При этом участок с высокой равномерственно с применением оптико-электрон- ностью освещения принципиально может ной развертки. Световой пучок в последнем быть в виде площадки сравнительно больслучае вырождается в узкую световую поло- . ших размеров (круглой прямоугольной и су — оптическую строку, т.д.), малого светового пятна (с размерами, Известнаосветительная система скаге- 35 соответствующими, например, одному элерентным источником света, которую по со- менту в кадре изображения на кинопленке) вокупности существенных признаков или узкой световой полосы (с высотой, равможно отнести к аналогам предложенного ной, например, одному элементу телевизиформирователя Pj, онного изображения и шириной, равной

Здесь выходящий из лазера пучок па- 40 длине строки того же изображения). Наираллельных лучей поступает на растр сфе- больший интерес, как более общая, предрических линз, Затем пучки света от линз ставляет схема формирования, растра собираются конденсором в про- соответствующая последнему случаю, т.е. странстве иэображений в выходной плоско- получению оптического пучка в виде узкой сти, Сопряженными плоскостями для 45 световой полосы с равномерной интенсивконденсора являются задняя фокальная ностью вдоль большей оси, плоскость линз растра и выходная плоско- Высокая равномерность интенсивности сть. света в сформированном пучке обеспечиваОсновные недостатки этого устройства: ет при записи (считывании) постоянство яр— невысокая равномерность распределения 50 кости и контраста изображения в пределах интенсивностисвета в выходной плоскости, каждой строки. а в ряде случаев и другие обусловленная тем, что сопряженная ей положительные свойства: увеличение резплоскость расположена вблизи линз растра; кости изображения, снижение растворовых — ограниченные размеры освещаемой искажений (заметности строчной структуплощадки, близкие к размерам сечения ис- 55 ры), повышение отношения сигнал/шум, ходного пучка, что связано с непосредст- снижение заметности спекловой структуры вен ным использованием его без изображения. предварительного расширения; Цель достигается следующими средст— отсутствие возможности формирова- вами, На входе устройства установлен расния светового пятна малых размеров или ширитель входного пучка параллельных

2004008 лучей, Далее последовательно установлены растр сферических линз, растр цилиндрических линз и за ним — два цилиндрических элемента (объектива), в совмещенном заднем фокусе которых и находится световая 5 полоса, Работа данного устройства согласно изобретению иллюстрируется 1а, где а)— сагиттвльное сечение; б) — меридиональное сечение. 10

Лазерный пучок поступает на расширитель. 1, 2, за которым последовательно установлены сферический линзовый растр 3, согласованный с ним по размерам цилиндрический линзовый растр,4, а также цилин- 15 дрические линзы 5 и 6, повернутые друг относительно друга вокруг оптической оси на 900. В сагиттальном (горизонтальном) сечении взаимодействуют элементы 3 и 5, т,е. задняя фокальная плоскость линз сферического растра совмещена с передней фокальной плоскостью первой цилиндрической линзы. В меридиональном (вертикальном) сечении взаимодействуют элементы 3 и 4, т,е, задняя фокальная плоскость линз сфе- 25 рического раствора совмещена с передней фокальной плоскостью линз цилиндрического растра. При этом совмещены задние фокальные плоскости цилиндрических линз

5 и 6, где и образуется узкая световая поло- 30 са, Основным преимуществом предлагаемого устройства в сравнении с аналогом и прототипом является более высокая равномерность распределения света в рабочей 35 зоне выходного пучка, которая достигается за счет наложения друг на друга световых пучков от всех линзовых элементов растра, 40

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ПУЧКА, содержащее два линзовых растра. первый иэ которых сферический, и два оптических элемента, 45 отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности распределения интенсивности света в выходном пучке в виде узкой световой полосы. второй линзовый растр выполнен цилиндрическим, за кото- 50 рым установлены два оптических злемен-

В этом случае отсутствует влияние структуры линз растра и ряда дефектов его изготовления на характер распределения интенсивности света в пространстве изображений, обусловленное тем, что плоскость изображения располагается в задней фокальной плоскости обьективов, а сопряженная с ней плоскость в пространстве объективов находится в бесконечности, В случае применения источника света с большой апертурой пучка параллельных лучей входной расширитель 1, 2 может отсутствовать, Фиг,2 и 3 иллюстрируют воэможность изменения размеров и формы равномерно освещаемой площадки путем упрощения исходно схемы и замены ее цилиндрических элементов на сферические: на фиг.2 — для случая формирования малой площадки (светового пятна); фиг.3 — для случая формирования большой площадки с равномерным распределением освещения.

Анализ известных технических решений показывает, что предлагаемое устройство для формирования оптического пучка с высокой ра вномерностью распределения интенсивности света по сечению облацаетсовокупностью свойств, которая нс проявляется в известных аналога,; и прототипе.

Это позволяет считать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия". (56) 1. Техника телевидения, 1982, вып,5, с.88 — 96, 2. Приборостроение, 1980, М 7, с,68-71.

3. Оптико-механическая промышленность, 1977, N 7, с.65-66. та, выполненных в виде цилиндрических линз, развернутых одна относительно другой на 90, причем задняя фокальная плоскость линз сферического растра в сагиттальной плоскости совмещена с пере- дней фокальной плоскостью первой цилиндрической линзы, а в меридиональной плоскости - с передней фокальной плоскостью линз цилиндрического растра, 2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что перед линзовым растром введена расширяющая телескопическая система.

2004008

Фиг. 2

2 3

Фиг. 3

Составитель Ю, Косарский

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н. Милюкова

Редактор

Тираж Подписное

Н ПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3325

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