Оптическое сканирующее устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк (ii)883841 (6l ) Дополнительное н авт. саид-ву— (22)Заявлено 31.03.80 (21) 2903153/18-10 (51) и. Кл. с присоединением заявки М

G 02 В 27/17

Госудорстванньй нонитот

СССР по долам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23.11 81 ° Бюллетень Рй 43

Дата опубликования описания 23.11.81 (53) УДК 681 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Н. Лазуткин, А. В. Мясников и О. С. Шаньгин (7I ) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оптическим устройствам для сканирования светового луча и может быть использовано в технике оптических измерений.

Известно сканирующее устройство, которое содержит два оптических элемен та, расположенных вдоль оси светового пучка, перемещающих изображение. Оптические элементы выполнены в виде плоскопараллельных пластин, располо|о женных под углом к оси светового пучка (1).

Недостатком этого устройства является малый диапазон сканирования и сильное влияние неоднородности применя!

Б емых оптических элементов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению я вля ет ся сканирующее устройство, содержащее входное зеркало, механизм его поворота и выходной оптический элемент (2$.

Недостатком известного устройства является небольшой диапазон сканирования луча, увеличение которого связано с ростом габаритов оптических элементов, и, как следствие, возрастание влияния погрешностей изготовления этих элементов на характеристики выходного луча.

Цель изобретения — расширение диапазона сканирования.

Поставленная цель достигается тем, что оптическое сканирующее устройство снабжено ползуном и направляющей в

Форме окружности, а выходной оптический элемент выполнен в виде плоского зеркала и жестко закреплен на ползуне, установленном в направляющей и кинематически связанном с механизмом поворота входного зеркала, отражающая поверхность которого расположена под углом к плоскости, перпендикулярной его оси поворота, при этом точка пересечения отражающей поверхности зеркала с осью его вращения размещена на середине радиуса окружности напраа вляющей .

883341

Кроме того, направляющая может быть выполнена в форме параболы.

На фиг. I представлена конструктивная схема устройства; на фиг.2 устройство, вид А.

Устройство содержит входное 1 и выходное 2 зеркала, размещенные соответственно на подвижных платформах

3 и 4, приводимых в движение двигателем 5, например РД-09 . Платформа выходного зеркала имеет ползун 6, который движется по направляющей 7 без проворота в ней при помощи водила 8.

В примере реализации направляющая выполнена в виде паза в корпусе 9 в форме части окружности или параболы.

4 осью вращения, то отраженный от зеркала 2 луч параллелен оси, проходящей через фокус и центр кривизны направляющей. Выполнение направляющей s форме параболы или окружности позволяет увеличить параллельность перемешения выходного пучка, особенно при бсльших диапазонах сканирования.

Разработанный макет устройства обеспечивает перемещение луча в пределах 0-250 мм с частотой 1-3 Гц при размерах входного и выходного зеркала,- 10-15 мм. В то же время в известных устройствах, например фототепеграфных аппаратах типа ТФА-П, размер

Формула изобретения

Зеркало 1 располагается ниже плоскости сканирования, чтобы исключить

"мертвую зону", а его ось вращения

20 совпадает с направлением входного луча. Отражающая поверхность входного зеркала расположена под углом к оси его поворота. Угол наклона зависит от величины смещения его под плоскость сканирования. Центр вращения платформы 3 расположен на расстоянии от направляющей, равном половине ее радиуса кривизны.

Платформа 4 кинематически связана зо с платформои 3 водилом, что обеспечивает перемещением обоих платформ с одинаковой угловой скоростью.

Устройство работает следующим об, разом.

С помощью двигателя 5 приводится во вращение платформа 3 с зеркалом 1, а также посредством водила 8 и ползуна

6 - платформа 4. Зеркало 1, поворачиваясь вокруг вертикальной оси платформы, вдоль которой на него падает све" то вой лу ч, обеспечи вает его у гловое перемещение (ход луча в устройстве на схеме показан стрелками). Луч, отразившийся от зеркала 1, попадает на зеркало 2, отражающая поверхность которого параллельна касательной к направляющей на любом ее участке.

Луч, отраженный от выходного зеркала, перемещается параллельно самому себе эа счет того, что зеркало 1 находится на расстоянии от направляющей, равном половине ее радиуса кривизны, т.е. в фокусе. Так как при повороте зеркала 2 оно описывает кривую {по форме направляющей), совпадающую по форме 55 с сечением вогнутого зеркала с фокусом в точке пересечения отражающей поверхности входного зеркала и его, выходного зеркала составляет 220 мм, что приводит к сильному влиянию неоднородности его отражающих cBovcTB связанных с технологией изготовления или загрязнением в процессе эксплуатации.

Предлагаемое устройство позволяет использовать зеркала малых размеров, следовательно, более однородные по отражающим свойствам, т.е. при увеличении диапазона сканирования уменьшить влияние неоднородности оптических свойств применяемых зеркал . Увеличение диапазона сканирования обеспечивается перемещением в больших пределах последнего практически до размера сечения луча. Это преимущество особенно существенно при создании устройств с диапазоном перемещения луча 500 мм и более, например при анализе оптических свойств газовых сред.

Оптическое сканирующее устройство, содержащее входное зеркало, механизм его поворота и выходной оптический элемент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения угла сканирования, оно снабжено ползуном и направляющей в форме окружности, а выходной оптический элемент выполнен в виде плоского зеркала и жестко закреплен на ползуне, установленном в направляющей и кинематически связанном с механизмом поворота входного зеркала, отражающая поверхность которого расположена под углом К плос кости, перпендикулярной его оси поворота, при этом точка пересечения отражаьщей поверхности зеркала с осью

883841

ВНИИПИ Заказ 10226/71 Тираж 542 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 его вращения размещена на середине радиуса окружности направляющей, 2. Оптическое сканирующее устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что направляющая выполнена в форме параболы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 492857, кл. G 02 В 17/00, 16.0 1.74.

2. Патент США Н 4123135,кл.350-6.8, опублик. 31.10.78 (прототип).