Устройство для сканирования изображения

 

О П И С А Н -И--Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1687436

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9662897 (22) ЗаЯвлено 11.04,77 (21) 2474881/18-10 (51)М. Кл.

G 02 В 27/17 с присоединением заявки Мо

Государственный коинтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 535.8 (088.8) Опубликовано 25.09,79 Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 2509.79 (72) Авторы изобретения

A ° Á. Лысов и Д.К. Проничев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к оптикомеханическому приборостроению, в частности к сканирующим устройствам, и может быть использовано, например, в тепловиэорах.

Иэ основного авт.св. М 662897 известно устройство для сканирования изображения, построенного оптической системой, содержащее подвижное зеркало, жестко закрепленное на механизме, сообщающем ему одновременно с вращательным движением и поступательное в соответствии с зависимостью

5

n =- -2-7 где и — радиус-вектор нормали к отражающей поверхности зеркала в степени координат с центром, совмещенным с приемником; Я вЂ” радиус- 20 вектор точки поверхности изображений в той же системе координат, причем зеркало установлено в сходящейся ручке лучей, и приемник электромагнитной энергии. ?5

Однако зто устройство имеет малые быстродействие и надежность, обусловленные большими перегрузками, возникающими вследствие больших моментов инерции подвижных деталей. 30

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и уменьшение динамических нагрузок.

Это достигается тем, что подвижное зеркало жестко закреплено на шатуне четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма, кинематически связанного с приводным кулачковым механизмом, причем отражающая поверхность подвижного зеркала совмещена с осями шарниров шатуна.

При использовании объективов с плоским полем изображения длина шатуна не превышает длины большего. кривошипа и равна 1,859 длины малого кривошипа, причем ось большего кривошипа лежит на прямой, проходящей через приемник электромагнитной энергии, расстояние от которого до оптической оси объектива равно длине шатуна, под углом 135 к нормали о к отражающей поверхности зеркала, образующей с оптической осью объеко тива угол 45, а оси малого кривошипа и шатуна лежат на одной прямой.

На фиг. 1 схематически изображено предложенное устройство; на фиг. 2 дана схема кривошипно-шатунного механизма; на фиг. 3 схематичес687436 ки изображено устройс во, использующее объектив с плоским полем, Устройство содержит объектив 1, зеркало 2, жестко закрепленное на шатуне 3 четырехзвенного кривошипношатунного механизма. Кроме шатуна 3 5 механизм содержит кривошипы 4 и 5, шарнирно-закрепленные на опорах 6 и

7. Кривошипно-шатунный механизм связан с приводом 8 посредством кулачкового механизма 9. Устройство содержит (() также приемник 10 излучения °

Устройство работает следующим образом.

Объектив 1 строит пространственное иэображение предметов на поверхности, которая представлена на фиг. 1 кривой линией AA 4 Перемещаемое четырехзвенным кривошипно-шатунным механизмом зеркало 2 обеспечивает последовательный перенос точек изображения, построенного объективом 1, на приемник

10 излучения. При этом параметры четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма, взаимное расположение объектива 1, зеркала 2 и приемника

10 излучения таковы, что расфокусиров-25 ка изображения на приемнике излучения не превышает допустимой величины.

Величину продольной расфокусировки в общем случае находят по величине отступления поверхности иэображения объектива от траектории движения изображения, которую строит сканирующее зеркало. Обычно при проектировании сканирующего устройства поверхность изображения объектива считают 35 заданной. Поэтому задача получения сфокусированного иэображения сводится к определению параметров четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма:, обеспечивающего, такое перемещение 4(1 сканирующему зеркалу, чтобы траектория движения изображения, построенная зеркалом, с требуемой точностью совпадала с поверхностью изображения объектива.

Поясним выбор этих параметров (см. фиг. 2). AAA — образующая поверхность изображений объектива;

2,2,2" — положения сканирующего зеркала, обеспечивающие перенос изображений соответственно точек A, A u

A на .приемник излучения 10. Из чертежа,видно, что имеется участок, на кд гором линейное перемещение зеркала минимально. На этом участке помещается шарнир И. Длина кривошипа LN и положение шарнира L выбираются из конструктивных соображений. Задаваясь длиной шатуна NM, строится траектория движения шарки- 60 ра М, М, М и М" — три положения шарнира М, по которым находят точку, где помещается шарнир К. Начальную длину шатуна NM выбирают из конструктивных соображений. 65

После определения параметров механизма строится траектория движения изображения, которую строит сканирующее зеркало, Очевидно, что полученная траектория совпадает с поверхностью изображения объектива по крайней мере в трех точках (в тех точках, на основе которых строился (механизм), Рассогласование полученной траектории с поверхностью изобата" жения объектива может быть сведено к минимуму выбором длины кривошипа LN, положения шарнира Ь и длины шатуна

NM, Указанные операции могут быть выполнены как графически, так и аналитически.

В частном случае (см. фиг. 3), например, когда в устройстве используется объектив с плоским полем, четырехэвенный кривошипно-шатунный механизм имеет следующие параметры: длина шатуна меньше или равна длине большего кривошипа и составляет величину, равную 1,859 длины малого кривошипа, при этом ось большего кривошипа в исходном положении (когда на приемник излучения проектируется точка предмета на оси) лежит на прямой, проходящей через приемник излучения и образующей с нормалью к зеркалу угол 135, а оси малого кривошипа и шатуна лежат на одной прямой, совмещенной с отражающей поверхностью зеркала, нормаль к которой образует с оптической осью объектива угол

45, а расстояние между приемником излучения и оптической осью объектива равно длине шатуна. При длине шатуна 50 мм величина продольной расфокусировки для плоского поля 2у = — 30 мм не превышает 0,05 мм.

Линейность скорости развертки в предлагаемом сканирующем устройстве достигается выбором (расчетом) соответствующего профиля приводной поверхности кулачкового механизма 9, связывающего четырехзвенный кривошипно-шатунный механизм с приводом 8. формула изобретения

1. Устройство для сканирования изображения по авт.св. 9 662897, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения динамических нагрузок, подвижное зеркало жестко закреплено на шатуне четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма, кинематически связанного с приводным кулачковым механизмом.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что: отражающая поверхность подвижного зеркала совмещена с осями шарниров шатуна.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, 687436 целью использования объектива с плоским полем иэображения, длина шатуна не превышает длины большего кривошипа и равна 1,859 длины малого кривошипа, причем ось большего кривошипа лежит на прямой, проходящей через приемник электромагнитной энергии, расстояние от которого до оптической оси объектива равно длине шатуна, под углом 135 к нормали к отражающей поверхности подвижного зеркала, образуюцей с оптической осью объ5 ектива угол 45, а оси малого кривошипа и шатуна лежат на одной прямой.