Сканирующее устройство Советский патент 1983 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относитея к приборостроению, в частности к оптико-элек ронным системам сканирования, анали за и обработки оптической информации. Известно сканирующее устройство, содержащее оптическую систему для построения изображения исследуемого объекта и подвижный оптический элемечт, устано.вленньт с возможностью возвратно-поворотного движения для перемещения по заданному закону построенного изображения объекта в плоскости анализа, совмещенной с чувствительной поверхностью фотоприемного устройства 1 . Сканирующее зеркалю в известном устройстве установлено под углом к главной оптическог оси входного объ тива, р тJeзvльтaтe чшо параметры движения сканирования зависят от на правления сканирования, т.е. от угл вого пoJroжeния плоскости сканирования относительно, плоскости наклон зеркала. В плоскостях сканирования, не совпадающих с плоскостью наклона подвижного зеркала, величины угла и сторости сканирования в плоскости анализа нелинейно зависят от угла поворота зеркала. Это в значительно степени усложняет обработку полученной информации. Кроме того, с поворотом сканирующего зеркала в плоскости анализа происходит заметная расфокусировка . исследуемого изображения, приводящая к снижению точности работы устройства. Указанные недостатки щх-являются тем сильнее, чем больше угол пово рота сканирующего зеркала. Известно сканирующее устройство, содержащее объектив, сканирующее пло кое зеркало и фотоприемник, установленный в плоскости объектива 2 . Однако данное устройство подвержено расфокусировке в плоскости ана лиза изображения исследуемого объекта с поворотом сканирующего зеркала. Расфокусировка изображения определяется по формуле Ьс Р(пЬс S И 6 где ) - ув зличение оптической сие- темы Перемещение вторичного зеркала устраняющее эту расфокусировку, выражается соотношением Ь-КоЬс,(.Ьсо5Ц), где KO - учитывает продольное увеличение оптической, системы. Величину 4KL Ьз можно принять как эквивален ную длину оптическотх рычага, тогда ti rU ,СО5Ц). Цель изобретения - уменьшение расфокусировки изображения, связанной с поворотом сканирующего зеркала, и тем самым, обеспечение высокой точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в сканирующем устройстве, содержащем объектив, сканируквцее плоское зеркало и фотоприемник, установленный в фок 1льной плоскости объектива, объектив выполнен в виде перв- чного вогнутого и вторичного выпуклого зеркал, установленных по разные стороны сканирующего плоского зеркала, причем вторичное зеркало закреплено на торце полого стержня, установленного в направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси, другой торец которого соединен с тягой, равной половине эквивалентной длины фокусного расстояния объектива и расположенной внутри полого стержня, а свободный конец тяги шарнирно связан с оправой сканиру ищего плоского зеркала. На фиг.1 представлена схема сканирующего ycтpoйcтвa на фиг.2 кинематическая схема устройства. Устройство содержит (фиг.1) вхолной объектив, состоящий из первичного зеркала 1 с центральным отверстием и вторичного зеркала 2, сканирующее зеркало 3 в оправе 4. Сканирующее зеркало имеет центральное отверстие и расположено между первичным и вторичным зеркалами входного объектива, а вторичное зеркало прикреплено на конце подвижного звена 5, снабженного направляющими поступательного движения вдоль главной оптической оси входного объектива. Тя- . га 6 одним концом шарнирно соединена с оправой 4 сканирующего зеркала, ДРУГИМ концом - с подвижным звеном 5. Плоскость 7 изображения входного объектива совмещается с анализатором, например с чувствительной повеохностью фотоприемного устройства (не показано). Устройство работает следующим образом. Расходящийся пучок излучения от исследуемого объекта, или его изображения например светящейся точки, через центральное отверстие первичного зеркала 1 входного объектива направляется на сканирующее зеркало 3 и, отражаясь от него, на первичное зеркало 1. Первичное зеркало преобразует расходящийся пучок в сходящийся и через центральное отверстие сканирующего зеркало направляет его на вторичное зеркало 2. Отраженные от вторичного зеркала лучи сходятся в плоскости 7 изображения входного объектива и формируют там изображение исследуемого объекта При повороте сканирующего зерктла вокруг одной из осей своего врашсния по заданному закону происходит переме цение в плоскости анализа изображения исследуемого объекта по такому же закону. Одновременно с эт посредством тяги 6 подвижному звену 5 и жестко укрепленному на нем вторичному зеркалу 2 сообщается поступательное перемещение X вдол главной оптической оси входного объ .тива (фиг.2), определяемое выражениемX e,-COS)fPj 1-COS(), где - длима шарнирной тяги 6; - расстояние от центра вра щения скаяируюгдего зерка ла до точки шарнирного соединения его оправы с тягой 6. Прн 2,г EJ t LT выполняется условие tf ij) , тогда X 21,(1 -co5(f). Расфокусировку в плоскости изображения можно устранить при условии X -А. При т.е. при длине шарнирной тяги, равной половине эквивалентной длины оптического рычага, предлагаемая обеспечивает устранение расфокусировки изображения исследуемого объекта, связанной с поворотом сканирующего зеркала. Причем это .происходит синхронно с поворотом сканирующего зеркала. Аналогичным образом происходит работа устройства при вращении сканирующего зеркала вокруг второй оси поворота.

СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, со держащее объектив, сканирующее пло кое зеркало и фотоприемник, устано ленный в фокальной плоскости объек ва, о т Л.-И ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности его работы путем уменьшения расфокусировки, объектив вьшолнен в виде первичного вогнутого и вторичнога выпуклого зеркал, установленных по разные стороны сканирующего плоского зеркала, причем вторичное зеркало зakpeплeнo на торце полого сте-ржня, установленного в направляющих с возможностью возвратно-поступательного Перемещения вдоль оптической оси, другой торец которого соединен с тягой, равной половине эквивалентной длины фокусного расстояния объектива и расположенной внутри полого стержня, а свободный конец тяги шарнирно связан с опра- о вой сканирующего плоского зеркала- ®

(f