Сканирующее устройство

 

О П И С А Н И Е (932447

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саффв Советски к

Социапкстичаскик

Республик (81) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21.11.80 (21) 3007824/18-10 с присоединением заявки М .(23) Приоритет

{51)М. Кл.

GO2 В 27/17

3ввударстаевлма кемитет

СССР

IIo делам лзебретенив н юткрытнв

Опубликовано 30.05.82, Бюллетень Рй 20 {53) УДК 535 824 (088.8) Дата опубликования описания 02.06.82 (72) Автор изобретения

А. А. Бражник

Г

Сибирское особое конструкторское бюро Научнопроизводственного объединения "Союзгеофизика" е (7l) Заявитель (54) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Сканирующее устройство предназначено для использования в оптических системах обзора и поиска, в частности в прецизионных системах ввода - вывода в электронно-вычислительные машины изображений, пространственных спектров и других

У пространственных. распределений светового потока.

Известно сканирующее устройство, со держащее расположенные за неподвижным то объективом на пути распространения светового потока два одинаковых оптических клина, установленных с воэможностью синхронного вращения в противоположных направлениях fl) .

Данное сканирующее устройство обеспечивает в принципе прямолинейную траекторию сканирования, однако обладает значительными хроматическими аберрашими. 20

Наиболее близким по технической сущ-, ности к предлагаемому является скани! рующее устройство, содержащее плоское . зеркало, установленное с возможностью вращения вокруг оси, составляющей с нормалью к плоскости зеркала острый угол, и выходной объектив 52) .

Однако известному сканирующему устройству присуще искривление траектории сканирования вследствие сложного движения зеркала относительно двух осей.

Использование такого сканирующего устройства для точных измерений, когда необходимо обеспечить прямолинейную траекторию длиной порядка 50 мм с допустимым отклонением от прямолинейности порядка 1-5мкм, требует очень жетских допусков на изготовление и юстировку устройства.

Е ель изобретения — повышение линейности траектории сканирования.

Укаэанная цель достигается тем, что сканирующее устройство снабжено неподвижным угловым зеркалом, установленным в параллельном ходе лучей эа плоским зеркалом. второго эквивалентного углового зеркала, т. е.. на выходе зеркальной системы - под углом (d. + 2 8„+ 20 ) = (ф + 2 Д ) +

+ 2 (E-Â,- ) = а - 26 . При вращении зеркала 1 углы Ю и Bg изменяются, однако выходной результат от них не зависит. Следовательно, параллельный пучок света при вращении зеркала 1 не отклоняется в плоскости, перпендикулярной ребру углового зеркала 3, и отклоняется строго в плоскости, параллельной ребру углового зеркала 3, причем луч не выходит из этой плоскости даже под воздействием биений зеркала l в подшипниковых опорах. B задней фокальной плоскости объектива 4 это отклонение преобразуется в смешение точки фокусировки от строго прямолинейной траектории, параллельной ребру- углового зеркала 3.

При изменении углового положения зеркала 3, оси вращения зеркала 1 и направления распространения пучка на входе системы зеркал изменяется положение и ориентация траектории сканирования, но она всегда остается строго прямолинейной, т. е. сканирующее устройство обеспечивает строгую прямолинейность траектории сканирования без введения жестких допусков на положение зеркал.

Предлагаемое сканирующее устройство позволяет довольно просто получить строго прямолинейную траекторию сканирова4 ния, обусловленных биениями в подшипниковых опорах.

Формула изобретения. Сканирующее устройство, содержашее плоское зеркало, установленное с возможностью вращения вокруг оси, составляющей с нормалью к плоскости зеркала острый угол, и выходной объектив, о тличающееся тем,что,сцелью, повышения линейности траектории сканирования, оно снабжено неподвижным угловым зеркалом, установленным в параллельном ходе лучей за плоским зеркалом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мальцев М, Д. и Каракулина Г. А, Прикладная оптика и оптические измерения. М., "Машиностроение", 1968, с. 227.

2. Патент Великобритании

% 1434908, кл. Н 4 1, опублик.

12.05.76 (прототип) .

3 932447

На чертеже представлена оптическая функциональная схема сканирующего устройства.

На пути распространения параллельного пучка света расположено плоское зеркало 1, имеющее возможность вращения вокруг оси 2, составляющей с нормалью к плоскости зеркала острый угоя Р порядка 1 . Далее по ходу пучка располоР жено неподвижное угловое зеркало 3, l0 установленное таким образом, что отраженный им пучок попадает снова на зеркало 1 и далее на объектив 4.

При вращении зеркала 1 вокруг ocr. 2 нормаль к плоскости зеркала описывает в пространстве коническую поверхность с углом при вершине 2P . Вследствие движения зеркала 1 параллельный пучок света, последовательно отражаясь от зеркала 1, углового зеркала 3 и снова зеркала 1, отклоняется в плоскости параллельной ребру углового зеркала 3 ow носительно своего первоначального направления распространения. Объектив 4 фокусирует параллельный пучок в точку, которая при вращении зеркала 1 движет ся в фекальной плоскти объектива 4 по строг= прямолинейной траектории, параллельной ребру углового зеркала.

Для доказательства того, что на выходе системы зеркал 1 и 3 параллельный пучок света отклоняется строго в одной плоскости, параллельный ребру углового зеркала достаточно доказать, что этот пучок не отклоняется в плоскости, перпендикулярной ребру углового зеркала 3.

Проходя систему зеркал, пучок света испытьтвает четыре отражения.

Эквивалентную систему из четырех зеркал можно представить как два экви40 валентцых угловых зеркала: первое с углом между зеркалами 8,, образованное зеркалом 1 и первым по ходу пучка зеркалом углового зеркала 3, и второе, с углом между зеркалами 8, образован45 ное вторьпл зеркалом углового зеркала 3 и зеркалом 1. Реальный угол между зеркалами углового зеркала 3 обозначим (р . Иэ треугольника, образованного зер калами 1 и 3, можно определить В =Ж- e (7 . Известно, что угловое зерка59

1 ло отклоняет подающий луч от своего первоначального направления иа двойной угол 2 . Тогда после первого эквивалентного углового зеркала пучок распространяется под углом (d. + 2 8<), а после

Составитель Н. Вашковская

Редактор В. Пилипенко Техред N. Гергепь Корректор Н. Швыдкая

Заказ 3779/67 Тираж 516 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4