Оптико-механическое развертывающее устройство Советский патент 1984 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к приборостроению, к системам оптико-механической развертки, используемым для сканирования носителей информации (например, в фототелеграфии) .

Известно оптико-механическое развертывающее устройство, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующую оптическую систему и приемник излучения, при этом число наклонных прорезей четное, а начало каждой из прорезей и конец каждой следующей размещены на одной образующей цилиндрической поверхностит Развертка обеспечивается перемещением вдоль образующей цилиндра оптически прозрачного отверстия, образующегося в место пересечения двух диаметрально противоположных прорезей так, что за один полный оборот развертка может быть осуществлена N/2 раз, где N - И1сло прорезей 1.

Недостатком этого устройства являются значительные потери световой энергии, а также невозможность обеспечения синхронной развертки сигналов сразу от нескольких источников информации. Свет, падающий на боковую гтоверхность цилиндра, распространяется внутри него в виде расходящегося пучка. Расходи.мость обусловлена как дифракционными явлениями (до 20% световых потерь), так и несовершенством изготовления и юстировки используе.мой оптики. .Таким образом, только часть энергии светового пучка, поступающего в цилиндр, используется для сканирования.

Кроме того, несмотря на больщое число прорезей на поверхности цилиндра, для развертки каждый раз может использоваться только одна пара прорезей, расположенных диаметрально противоположно, что не позволяет использовать устройство для считывания многострочной информации, например листа книги.

Цель изобретения - снижение световых потерь при синхронной развертке сигналов от нескольких источников одним развертывающим элементом.

Поставленная цель достигается те.м, что оптико-механическое развертывающее устройство, содержащее после.аовательно установленные источник И3v yчeния, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующую оптическую систему и приемник из.тучения. при этом число наклонных прорезей четное, а начало каждой из прорезей к Ionei, каждой следующей размещены на одной образующей цилиндрической поверхности, снабжено двумя основными валами, один из которых ведущий, а второй ведомый, и двумя дополнительными формирующими валами с параллельными осями вращения, лежащими в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства, а развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью выполнен в виде гибкой- замкнутой ленты, натянутей между формирующими валами так, что участки ленты между формирующими валами расположены вплотную друг к другу с возможностью поступательного перемещения навстречу друг другу.

Такое конструктивное рещение обеспечивает использование для сканирования энер гии всего расходящегося светового пучка и возможность синхронного считывания многострочной информации одним элемен5 том развертки.

На фиг. 1 показана оптическая схема развертывающего устройства, общий вид; на фиг. 2 - схема взаимного расположения валов, ленты с прорезями в элементе развертки и считываемого текста.

0 Развертывающее устройство содержит источник излучения , оптическую систему 2, фокусирующую светящуюся полосу, развертывающий элемент 3 в виде гибкой замкнутой ленты с прорезями 4, натянутой

5 между системой валов двух основных 5 и 6 и двух дополнительных 7 и 8), проецирующую оптическую систему 9, и приемник излучения 10. На фиг. 2 указаны также сле,дящие отверстия 11, образующиеся в местах пересечения двух диаметрально противопо0 ложных прорезей 4 и перемещающиеся вдоль строки считываемого текста 12. Число следящих отверстий 11 равно, например, числу строк в считываемом тексте 12. Как и в прототипе число наклонных прорезей на ленте должно быть четным, причем начало каждой из прорезей и конец каждое следующей размещены на одной образующей ленты. При освещении плоского участка ленты оптической системой со стороны источника излучения свет сквозь нее проходит только в местах пересечения диаметрально противоположных прорезей, расположенных в противоположных частях ленты.

Выполнение цилиндрической поверхности развертывающего элемента в виде гибкой замкнутой ленты с прорезями и расположе5 ние вплотную частей ленты, движущихся поступательно вдоль одной прямой в прямо противоположных направлениях, исключает потери света, связанные с расходимостью и обеспечивает почти 100% использование энергии светового пучка для сканирования.

Практически все излучение, падающее на ленту в пределах, определяемых размерами ромбовидного отверстия, выводится из нее в виде сканирующего пучка.

Более того, при таком конструктивном рещении упрощается оптическая система 2, формирующая светящуюся полоску и состоящая из последовательно расположенных сферического и цилиндрического элементов. Эта система может быть заменена

более простой оптической системой, формирующей сходящийся на поверхности ленты пучок света.

Так как поперечный размер светового пятна может быть сведен соответствующей юстировкой до 10Л, то это позволяет существенно уменьшить ширину прорезей на ленте, а следовательно и уменьшить сечение сканирующего пучка (оно определяется размера-ми диагоналей ромбовидного отверстия). Пространственное разрешение устройства определяется диагональю ромба, совпадающей с направлением образующей ленты. Поэтому, чем меньше эта диагональ ромбовидного отверстия, тем больше элементов разрешает устройство на одном и том же участке обзора. При ширине щели d 3 мм будет разрешено 60 элементов.

Так как ширина прорезей может быть уменьшена при сохранении прежней светосилы устройства, то, следовательно, может быть существенно увеличено число прорезей, что ведет к увеличению частоты следования и числа сканирующих отверстий.

Число считывающих отверстий на плоском рабочем участке ленты определяется длиной плоского участка, углом наклона прорезей к образующей ленты и шириной лентыя

где с- длина плоского (рабочего)

участка ленты;

и - ширина рабочего участка ленты (имеется ввиду, что для обеспечения механической целостности ленты прорези не должны занимать всю ширину ленты); cL - угол наклона прорези к

образующей ленты.

Так, при длине и ширине рабочего участка ленты, определяемыми форматом машинописного листа и угле Х. 10° устройство может одновременно считывать 10 строк.

При уменьшении угла наклона прорезей вС наряду с уменьшением времени развертки и, соответственно, увеличении скорости пробега луча вдоль образующей ленты, увеличивается также число следящих отверстий на единицу длины ленты.

Поскольку система прорезей на ленте жестко и однозначно связана самой лентой, то это обеспечивает возможность синхронного считывания информации сразу несколькими следящими отверстиями. Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения направляется на оптическую систему 2. Оптическая система 2 направляет сходящийся пу0 чок света на одну или несколько образующих ленты 3, на которых имеется пересечение прорезей 4. В месте пересечения двух противоположных прорезей 4 на ленте 3 образуется ромбовидное сканирующее отверстие 11. При вращении ведущего вала 5, обе5 спечивающего поступательное перемещение навстречу друг другу частей л.енты 3 на рабочем участке (между дополнительными валами 7 и 8), ромбовидное отверстие 4 перемещается поперек ленты (вдоль ее образующей) со скоростью, зависящей от радиуса ведущего вала, частоты вращения {Ли угла наклона прорезей L .

. U 2-ctgoC-R-uJ

При 0°, R 0,05 м, () 500 Гц,

и 900 м/с. Таким образом, строка длиной 150 мм пробегается лучом за время 1,7х . С той же скоростью перемещается луч света, вырезаемый ромбовидным отверстием, при этом осуществляется непре рывное сканирование.

Встречая на своем пути объект, вызывающий модуляцию светового пучка, луч света затем проецируется оптической систе.мой 9 на приемник излучения 10, вызывая изменения его тока, связанные с характег ром модуляции светового пучка.

В оптико-механическом развертывающем устройстве существенно уменьшаются потери световой энергии, увеличивается быстродействие и обеспечивается возможность синхронного считывания многострочной

0 информации одним элементо.м развертки.

Устройство несложно в изготовлении и имеет высокие эксплуатационные качества. Оно может быть использовано для исследования быстропеременных процессов, сверхскоростной регистрации многострочной информации в фототелеграфии.

А 6 В Г

Д Е Е ж

3 И к Л

М Н О П

12

ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, подвижный развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью, выполненной с наклонными прорезями, проецирующую оптическую систему и приемник излучения, при этом число наклонных прорезей четное, а начало каждой из прорезей и конец каждой следующей размещены на одной образующей цилиндрической поверхности, отличающееся тем, что, с целью снижения световых потерь при синхронной развертке сигналов от нескольких источников одним развертывающим элементом, оно снабжено двумя основными валами, один из которых ведущий, а второй ведомый, и двумя дополнительными формирующими валами с параллельными осями вращения, лежащими в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства, а развертывающий элемент с цилиндрической поверхностью выполнен в виде гибкой замкнутой ленты, натянутой между валами так, что участки ленты между формирующими валами расположены i вплотную друг к другу с возможностью поступательного перемещения навстречу друг (Л другу. со 00 4