Прецизионное отклоняющее устройство

 

О П И С=-А---Н-- И--Е-ИЗОБРЕТЕН ИЯ

324600

Еааа Соеетскиа

Еоциалистическил

Реопу0лин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства;¹вЂ”

Заявлено ОЗ.Х!1.1970 (№ 496259/26-25) М.Кл. G 01t 5/06 с присоединением заявки ¹â€”

Комитет по делам нообретений и открытий

11ри Совете Министроо

ЕЕЕР

Приоритет-Опубликовано 23.XI I.1971. Бюллетень М 2 за 1972

Дата опубликования описания 29.11.1972

УД К 539.1.073.3 (088.8) Авторы изобретения

Г. Н. Алексаков, И, М. Кольцов, В. Л. Мамаев и Б. С. Розов

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт

Заявитель

ПРЕЦИЗИОННОЕ ОТКЛОНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение может быть использовано в измерительных приборах для точной кодировки графической информации. Изобретение позволяет построить измерительный прибор для обработки графической и полутоновой информации как с прозрачного носителя (пленки с пузырьковых камер, аэрофотоснимки и т. д.), так и с непрозрачных объектов, например, графики на бумаге. При этом в качестве источника света для формирования сканирующего пятна может быть применен газовый лазер.

Известное отклоняющее устройство для кодировки графической информации состоит из источника света, отклоняющего сканирующего зеркала, привода и интерферометрического измерителя перемещений луча. Сканирующее зеркало укреплено на кардановом подвесе, обеспечивающем одновременное и независимое качание зеркала вокруг двух осей. Заодно с оправой зеркала выполнена жесткая штанга; ось которой перпендикулярна отражающей поверхности зеркала и проходит через точку пересечения осей качания. Спиральная катушка с постоянным током электромагнитного привода укреплена на противоположном конце штанги. На штанге размещены два оптических шаровых отражателя, входящих в интерферометрические измерители положения зеркала и являющиеся базой измерителей.

К недостаткам указанного устройства следует отнести, во-первых, размещение оптических отражателей на штанге, во-вторых, применение карданного подвеса, усложняющего

5 конструкцию многими конструктивными элементами, требующими точной юстировки (скобы, подшипники, оси, опоры) и увеличивающими габариты прибора. Недостаточно совершенно конструктивное выполнение привода

l0 зеркала, мала жесткость всей конструкции, возможно возникновение резонанса штанги относительно корпуса зеркала на определен ых частотах.

Цель изобретения — упрощение конструк15 ции разворачивающего узла и уменьшение габаритов устройства с обеспечением высокой точности регистрации положения сканирующего луча.

Цель достигается тем, что разворачивающее

20 зеркало помещают на опорную иглу, упирающуюся своим острием непосредственно в центр качания зеркала, т. е. в точку пересечения его осей качания. Привод зеркала осуществляется при помощи двух токовых рамок, э5 выполненных в виде двух взаимно перпендикулярных полуокружностей и помещенных в зазор постоянного магнита, полюса которого представляют собой две концентрические сферы. Для измерения перемещения луча интер3р ференционным методом используют систему

324600 из четырех трипельпризм, укрепленных непосредственно в оправе рабочего зеркала.

На фиг. 1 схематически показана конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2— конструкция токовых рамок.

Предлагаемое отклоняющее устройство выполнено в виде плоского круглого зеркала 1 в дюралюминиевой оправе 2, опирающегося своим подпятником 8 в иглу (керн) 4. Подпятник укреплен в зеркале так, что точка опоры, являющаяся центром качания зеркала, лежит в отражающей плоскости зеркала.

Введение подпятника незначительно уменьшает светосилу, не сказываясь на качестве фокусировки сканирующего луча. Это объясняется тем, что отклоняющее зеркало расположено в той части оптической схемы, где луч расфокусирован.

Четыре трипельпризмы 5 вмонтированы в оправу 2 зеркала и расположены попарно вдоль осей качания. Привод зеркала содержит токовые рамки 6 и 7, а также два башмака 8 и 9 постоянного магнита 10, между которыми оставлен сферический зазор. Токовые рамки, ориентированные по осям качания зеркала, охватывают башмак 8 и могут свободно перемещаться в магнитном зазоре. Участки рамок, не находящиеся в магнитном поле сфсрического зазора, крепятся к отклоняющему зеркалу. Для предотвращения поворотов зеркала вокруг проходящей через его центр качания нормали и в плоскости, перпендикулярной оси керна, предусмотрен магнитный фиксатор, состоящий из иглы 11, вмонтированной в оправу 2, и внешнего магнита 12. Измерительная часть прибора состоит нз системы зеркал 18, 14, трипельпризм 5, фотоприемников ннтерференционных зоп 15, 16 и реверсивных о четчиков перемещения 17, 18.

Отклонение зеркала в желаемом направлении осуществляется при подаче управляющего тока в токовые рамки 6 и 7. Магнитное поле рамки с током взаимодействует с постоянным магнитным полем в сферическом зазоре, образованном башмаками 8 и 9 магнита 10. Возникающая при этом сила заставляет рамку отклоняться. Кодировка угла отклонения зеркала, а следовательно, и сканирующего луча, осуществляется с помощью трипельпризм 5.

Пара трипельпризм, расположенных вдоль одной оси качания зеркала, входит в дифференциальный интерферометр для снятия информации об угле отклонения луча по одной из координат.

Трнпельпризма является оборачивающей па

180 призмой, и отраженный сю луч параллелен падающему независимо от угла падения луча на поверхность трипельпризмы. Этот эффект обеспечивает возмо>кность создания on5 тического интерферометра. Число интерференционных зон, прошедших при смещении зеркала, фиксируется фотоприемниками 15 и 16 и. заносится в реверсивные счетчики перемещения 17 и 18.

10 Координаты точек графика измеряются при движении сканирующего луча вдоль линии за счет изменения тока в управляющих обмотках, связанных с отклоняющим зсркалом. Использование дифференциального интерферо15 метра на трипельпризмах обеспечивает точность отклонения луча порядка 10 сек.

Размещение оптических отражателей непосредственно в оправе зеркала существенно увеличивает жесткость конструкции, сии>кает

20 погрешности отсчета координат сканирующего луча, а также уменьшает габариты прибора.

Используемые в качестве оптических отражателей трипельпризмы просты в изготовлении и не имеют сферических аберраций, при25 сущих, например, шаровым отражателям.

Конструкция привода зеркала устраняет необходимость в промежуточном элементе (например, жесткой штанге) для передачи усилия от подвижных токовых катушек, находящихся

30 в поле магнитов, к рабочему зеркалу. Особенностью привода является также его стабильность вследствие однородности магнитного поля в сферическом зазоре и неизменности длины рамки, взаимодействующей с этим полем

З5 при любых ее перемещениях.

Предмет изобретен и я

Прецизионное отклоняющее устройство для

40 кодировки графической информации, содержащее сканирующее зеркало с магнитоэлектрическим приводом и интерферометрический измеритель перемещений сканирующего луча, отличаюи1ееся тем, что, с целью упрощения

45 конструкции, уменьшения габаритов устройства и повышения точности, сканирующее зеркало укреплено на точечной опоре, оптические отражатели интерферометров выполнены в виде трипельпризм, расположенных в оправе

50 сканирующего зеркала, и токовые рамки привода выполнены в виде двух взаимно перпендикулярных полуокружностей, скрепленных с оправой зеркала и помещенных в зазор постоянного магнита, полюса которого представ55 ляют сооой концентрические сферы.

324600 гг

Составитель Е. Громов

Редактор И. Орлова Текред Е. Борисова Корректоры Н. Шевченко и В. Жолудева .Заказ 349 Иад. № 1839 Тираж 448 Поди:Icllà"

ЦИИИПИ Комитета .ио делам нзобрете игй и открытий ири Совете М:,пиетров ССОР

Москва, К-35, Раушская наб.. д. 4/5

Областная типография Кострсмского управления по печати