Сканирующее устройство Советский патент 1983 года по МПК G02B26/10 

ИэоОретение относится к оптикомеханцческим системам и может быть использовано в оптических следящих системах. Известно сканирующее устройство для прямолинейного отклонения пучко спета, состоящее.из двух одинаковых клиньев, вращаемых в противоположifeix направлениях на равные углы ty Известно также сканирующее уст ройствО; содержёодее плоское зеркало, установленное с возможностью вращения вокруг оси, составляющей с нормалью к плоскости зеркала ост рый угол,и выходной объектив. При этом устройство содержит два зерка ла, врацаюшихся в противоположных направлениях на равные углы 2 , Однако в данном устройстве вращение элементов должно быть синхро ным и по фазе и по амплитуде. Несоблюдение этого условия приво дит к тому, что сканирование проис ходит не по прямой линии, а по элл су. Это снижает точность сканирующ го устройства. Для получения прямо линейного сканирова:ния необходимо осуществлять синхронизацию вращения дисков с высокой точностью, что требует применения сложной ап-. паратуры. Это усложняет конструкцию устройства и снижает его надежност Цель изобретения - повышение точ ности устройства и упрощение конструкции при обеспечении линейност траектории сканирования. . Поставленная цель достигается тем что в сканирующее устройство,содержащее плоское зеркало,установлен ное 9- возможностью вращения вокруг оси, составляющей с нормалью.к плос кости зеркала острый угол, и выходной объектив, введено неподвижное двугранное зеркало., установленное в параллельном ходе лучей за плоским зеркалом. На чертеже изображено сканирующее устройство, общий вид. Устройство состоит из вращающегося 1 и двугранного зеркал, при этом последнее включает зеркала 2 и 3.) Устройство работает следующим об разом. ПучЬк лучей падает на вращающеес зеркало 1 с зеркальной отражающей поверхностью, нормаль к которой рас положена под углом к оси вращения (направление распространения лучей показано стрелками). На пути отраженного .от зе гкала-1 .пучка, лучей установлен неподвижный блок.Двугранный угол между зеркалами 2 и 3 блока должен быть выбран таким, чтобы выходящий из блока пучок лучей падал на отражающую поверхность диска в то же место, что и первоначсшьный пучок лучей, для того, чтобы диаметр диск был минимальным. Ось вращения диска лежит в плоскости чертежа, а двугранный угол, образованный зеркалами 2 и 3, перпендикулярен к плоскости чертежа Если бы отражающая поверхность диска была бы перпендикулярна к оси вращения, то выходящий из устройства пучок лучей лежал бы. в плоскости чертежа и выходил бы в направлении О. Так как зеркальная поверхность зеркала расположена под углом к оси вращения, то при отражении от нее падакнцего пучка лучей, он будет совершать вращательное движение по конической поверхности в направлении вращения диска. Стоящее на пути отраженного от дискапучка лучей двугранное неподвижное зеркало изменяет лишь направление распространения и не влияет на направление вращения пучка лучей. Поэтому выходящий из двугранного зеркала пучок лучей будет также совершать вращательное движение по конической поверхности. Направление вращения зеркала и пучка лучей (по ходу распространения) показано на чертеже. Пучок лучей, выходящий из блока двугранного зеркала, вращается по ходу часовой стрелки м падает на отражакяцую поверхность зеркала 1, вращающуюся против движения часовой стрелки (если смотреть по направлению распространения пучка лучей). В результате такого взаимодействия отклонения выходящего из устройства пучка лучей будут по одной координате взаимно исключаться, а по другой координате удваиваться, т.е будет совершаться сканирование по прямой . Таким образом, в предлагаемом :. устройстве для получения прямолинейного отклонения пучок лучей дважды отражается от одной и той же вращающейся зеркальной поверхности диска, расположенной под углом к оси вращения. Определим направление сканироания. 51ожно считать, что направление аспространения пучка лучей, отра енногО от вращающегося диска, изеняется в плоскости, перпендикулярой ребру двугранного угла, образоанного зеркалами 2 и ,3 и в плоскоси, параллель ной ребру. Если при враении зеркала .аль к его отражаюей поверхности в плоскости, перпеникулярной ребру двугранного угла, овернется на вгеличину А , то отраенный от зеркала пучок лучей изменит- свое направление на величину 2 А . алее, пройдя блок зеркал и вторично-отразившись от диска, направление учка лучей должно измениться на J166426 противоположное ( -ДЗ)) из-эа нечетного числа отражений, но так как При вторично отражении от диска лу;чок должен снова изменить свое направление, как и при первом от раженйи, на величину 2 , то 5 суммарное изменение направления в этой плоскости будет равно нулю. В плоскостиг параллельной ребру двугранного угла, суммарное иэйе-/. ,Нение направления пучка хогчей будцет 10 4 А при отклонении нормали к отра- : jKBaauvs поверхности д|иска в этой пяоскости на 4v . . . . ; , - ,/ , . : Такий образом, направление екамй- )5 .рмзваийя(прямая АБ7 будет паралпель 1 4 . ным ребр двугранного угла. При этом пучок лучей будет отклоняться от центрального направлеиия О по га пюничёс кому закону на угловую величину . , Cd efcosffгде tf « угол поворота плоского зеркала. Полная угловая величина отклонения пучка лучей будет равна 8 в6 . Предлагаемое устройство обеспеЧ)|вает1ювш1ение точности сканирования и уве}шчен ю иадежности работы.при строго пр в«олинейной траек- ° ийеёт простую конструкцию.

СКАНИРУЮЩЕЕ.УСТРОЙСТВО, содержащее плоскЬё зеркалб установленное с возможностью вращения вокруг оси, составляющей с нормалью к плоскости зеркала острый угол, и выходной объектив, о т Л и ч а ю щ еее я Тем, что, с целью повсяиения точности и упрощения конструкции при обеспечении линейности траектории сканирования, в него введено неподвижное двугранное , установ-. ленное в пapaлJfeльнoм ходе лучей за плоским зеркалом. О а о 9)