СКАНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 1997 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, и может быть использовано при разработке тепловизионных и телевизионных устройств.

Известны шаговые электродвигатели, позволяющие при подаче напряжения поворачивать якорь на заданный угол [1]
Известны механизмы прерывистого действия, позволяющие поворачивать одно звено относительно другого в заданном направлении на заданный угол [2]
Известна оптико-механическая сканирующая система, содержащая два плоских зеркала, оптически сопряженные с зеркально-линзовым объективом, зеркальный барабан со знакопеременным наклоном граней и приемник излучения [3]
Наиболее близкой к заявляемой системе является оптическая система, используемая в качестве сканирующего устройства (см. п.2 формулы изобретения) и содержащая зеркально-линзовый объектив, установленные наклонно к его оптической оси два плоских зеркала, выполненные с возможностью синхронного вращения вокруг оптической оси объектива, и приемник излучения [4]
При сканировании объектов в пределах ограниченного поля зрения это устройство имеет недостаточную пороговую температурную чувствительность из-за малого коэффициента сканирования (не более 0,5).

Цель изобретения повышение пороговой температурной чувствительности системы путем увеличения коэффициента сканирования.

Указанная цель достигается тем, что в известной сканирующей системе, содержащей объектив, установленные наклонно к его оптической оси два плоских зеркала, выполненные с возможностью синхронного вращения вокруг оптической оси объектива, и приемник излучения, плоские зеркала развернуты вокруг оптической оси объектива на угол 2α при помощи шагового механизма, связанного к коммутатором, где a рабочий угол сканирования одним плоским зеркалом в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива.

Такое техническое решение является новым, не известным в практике использования сканирующих систем и имеет изобретательский уровень, так как совокупность отличительных признаков не следует из уровня техники, решает важную техническую задачу: отслеживание положения сканирующих зеркал в зависимости от угла поворота сканера и угла сканирования применено впервые. Изобретение является промышленно применимым из-за простоты его осуществления и известности конструктивных и технологических приемов при изготовлении отдельных узлов системы.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид системы; на фиг. 2 рабочий угол (α) сканирования одним плоским зеркалом; на фиг. 3-6 фазы работы системы при α90^o.

Сканирующая система содержит объектив 1, состоящий, например, из линзы 2 и фокусирующего зеркала 3, плоские зеркала 4 и 5, установленные наклонно к оптической оси 6 объектива с возможностью синхронного вращения вокруг этой оси, и приемник 7 излучения, размещенный в плоскости изображения объектива 1. Зеркало 5 развернуто относительно зеркала 4 на угол a сканирования одним зеркалом в плоскости, перпендикулярной оптической оси 6 объектива. Каждое из зеркал 4 и 5 установлено на звене 8, выполненного с возможностью поворота вокруг оси 9 на заданный угол 2a относительно узла 10 за счет шагового механизма или механизма прерывистого действия, который может быть выполнен или в виде храповика, или в виде шагового электродвигателя, вмонтированного в узел 10. Для переключения кадров разного увеличения в системе предусмотрен коммутатор 11, функционально связанный с толкателями 12, жестко закрепленными на плоских зеркалах 4 и 5. На фиг. 1 6 условно показана жесткая связь 13 для синхронного вращения узлов 10 при сканировании объекта 14.

Сканирующая система работает следующим образом.

Излучение 15 от деталей объекта 14 направляется на одно из зеркал, обращенных в сторону объекта 14 (фиг. 1 и 3), например, на зеркало 4. В это время зеркало 5 выведено из зоны сканирования. Коммутатор 11 позволяет фиксировать кадр большего увеличения, так как объектив работает с большим фокусным расстоянием (фиг. 3). При вращении блока зеркал зеркало 4 выходит из зоны сканирования, определяемой углом a, например 90^o, а зеркало 5 входит в эту зону. В этот момент зеркало 4 поворачивается вокруг оси 9 вращения на двойной угол сканирования (например, 2α 180^o) в сторону, противоположную направлению вращения, а коммутатор 11 переключается в положение, позволяющее фиксировать кадр меньшего увеличения, так как объектив от зеркала 5 работает с меньшим фокусным расстоянием (фиг. 4). При выходе зеркала 5 из зоны сканирования в работу вступает снова зеркало 4 (фиг. 5), а зеркало 5 поворачивается вокруг оси 9 вращения на угол 2α в положение готовности вступить в работу при выходе зеркала 4 из зоны сканирования.

Таким образом, за полный оборот блока зеркал 4 и 5 приемник 7 излучения все время воспринимает сигналы от объекта 14. По сравнению с прототипом коэффициент сканирования возрастает вдвое и может быть близок к 1,0 (за вычетом времени срабатывания коммутатора), в итоге повышается пороговая температурная чувствительность прибора при одновременном получении изображения в двух масштабах.

Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке сканирующих тепловизионных устройств. Сущность изобретения: система содержит объектив 1, установленные наклонно к оптической оси объектива плоские зеркала 4 и 5 с возможностью синхронного вращения вокруг оси и приемник 7 излучения. Зеркало 5 развернуто относительно зеркала 4 на угол сканирования одним зеркалом в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива. Каждое зеркало (4, 5) установлено на звене 8, выполненном с возможностью поворота вокруг оси 9 на заданный угол 2 относительно узла 10 за счет шагового механизма, вмонтированного в узел 10. Для переключения кадров разного увеличения в системе имеется коммутатор 10, функционально связанный с толкателями 12, жестко закрепленными на плоских зеркалах. Зеркала 4 и 5 сканируют поочередно, а после выхода зеркала из зоны сканирования оно поворачивается в сторону, противоположную вращению блока, в положение готовности вступить в работу сразу после выхода рабочего зеркала из зоны сканирования. 6 ил.

Сканирующая система, содержащая объектив, установленные наклонно к его оптической оси отражающими поверхностями к нему два плоских зеркала, размещенные с возможностью синхронного вращения вокруг оптической оси объектива, и приемник излучения, отличающаяся тем, что плоские зеркала развернуты вокруг оптической оси объектива на угол α и установлены с возможностью дополнительного дискретного поочередного поворота вокруг своей оси вращения на угол 2α с помощью шагового механизма, связанного с коммутатором, где a - угол сканирования одним плоским зеркалом в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива.