Устройство для отклонения светового луча Советский патент 1984 года по МПК G02B26/08 

I Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в средствах отобр жения информации для формирования знаков и в других устройствах, в ко торых требуется отклонение светово луча с большой скоростью на углы менее Р, Известно двухкоординатное устрой ство для отклонения светового луча состоящее из двух систем, каждая из которых содерясит блок управления, привод гальванометрического типа, н оси которого закреплено зеркало, и датчик обратной связи, выполненный виде емкостного преобразователя угла поворота привода в напряжение, ротор которого закреплен на оси при вода. Привод и датчик включены в сервосистему. Зеркала этих систем установлены взаимно перпендикулярно та1;им образом, что одно зеркало отклоняет луч походной :ко , например по горизонтали, и направля ет его на другое зеркало, которое о клоняет jTy4 по другой координате, например по вертикали СП. Недостатки такого устройства - ма лая скорость отклонения луча и слож ность изготовления устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для отклонения светового луча, содержащее установленные в корпусе привод с отклоняющим зеркалом и датчик угла поворота зеркала, при этом привод и датчик угла поворота зеркала электрически соеди нены с блоком управления r2j. Известное устройство не позволяет достигнуть высоких скоростей отклонения из-за наличия больщой инер ционной массы, связанной с зеркалом Кроме того, устройство сложно в изготовлении. Целью изобретения является увели чение быстродействия устройства и упрощение его конс рукции. Поставленная дель достигается тем, что устройство для отклонения светового луча, содержащее у становленные в корпусе привод с отклоняющим зеркалом и датчик угла поворота зеркала, при этом привод и датчик угла поворота зеркала электр1 чески соединены с блоком управления, снабжено упругим элементом, жестко скреплен})- одним концом с при81водом в месте установки зеркала, а другим - с датчиком угла поворота зеркала, при этом привод и датчик угла поворота зеркала выполнены в виде пьезокерамических пластин, а привод, отклоняющее зеркало, упругий элемент и датчик угла поворота зеркала пос-ледовательно установлены по оси поворота зеркала. Инерционная масса устройства, связанная с отклоняющим зеркалом, минимальна за счет использования в качестве привода пьезокерамической пластины малого веса, непосредственно соединенной с зеркалом. Кроме того, введение упругого элемента, связывающего отклоняющее зеркало с датчиком поворота зеркала, разгружает привод от жесткой нагрузки датчика угла поворота зеркала, передавая на последний только усилие вращения отклоняющего зеркала, а не само вращение. Все это, наряду с изготовлением датчика угла поворота зеркала в виде пьезокерамической пластины, значительно повышает быстродействие устройства и упрощает его. На чертеже изображено устройство для отклонения луча. Устройство содержит привод , выполненный в виде пьезокерамической пластины, отклоняющее зеркало 2, размеры которого определяются диаметром светового пучка. Отклоняющее зеркало 2 жестко соединено с Йфиводом 1 и упругим элементом (например, пластиной) 3, работающим на скручивание и соединенным с датчиком угла поворота зеркала 4, также выполненным в виде пьезокерамической пластины. С приводом 1 и датчиком угла поворота зеркала электрически соединен блок управления 5. Все элементы устройства расположены последовательно по оси поворота зеркала 2, при этом свободные концы привода 1 и датчика угла поворота зеркала 4 жестко закреплены в корпусе 6. Все жесткие соединения выпол,нены с помощью клея или любым другим способом (нагфимер, пайкой). Пьезокерамические пластины привода 1 и датчика угла поворота зеркала 4 выполнены таким образом, что они работают на скручивание. Устройство работает следующим обазом. 3 вправляющий сигнал с блока управл ния 5 поступает на пьeзoкepa шчecкyю пластину привода 1, вызывая ее скруч вание вокруг оси. При этом отклоняющее зеркало 2 поворачивается на некоторый угол пропорциональньй управляющему сигналу, и отклоняет световой луч по соответствующей коо динате , При повороте отклоняющего зеркала 2 упругий элемент 3 закручи вается на тот же угол. Деформация упругого элемента 3 передается на датчик угла поворота зеркала 4, кот рый вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный углу поворота зеркала 2. Этот сигнал подаетс на блок управления 5, где определяется положение отгслоняющего зеркала 2 в каждый момент времени, для точного отклонения луча в заданную координату. Отклонение луча по двум координа там осуществляется двумя подобными устройствами, установленными ортогонально друг другу. Основные показатели базового образца и устройства для отклонения светового луча приведены в таблице. Из сопоставления основных показа телей, приведенных в таблице, видно что. предлагаемое устройство обладает значительно более высоким быстродействием, потребляет меньшую мощность, не требует дополнительного высокочастотного источника питания, так как датчик генерирует 814 собственный сигнал, имеет меньшие габариты и массу. Кроме того, устройство более просто и дешево в изготовлении и надежно в работе. Базовый Устройство . Основные показаобразецдля отклотелинения свете вого луча Максимальная частота отклонения зеркала (быстродействие) , Гц Масса, г Габариты,мм 250 250x250 Мощность, потребляемая приводом, Вт501 Частота питания датчика угла поворота зеркала, кГц22Генерируется собственный сигнал

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЮГОНЕНИЯ СВЕТОВОГО ЛУЧА, содержащее установленные в корпусе привод с отклоняющим зеркалом и датчик угла поворота зеркала, при этом привод и датчик угла поворота .зеркала электрически соединены с блоком управления, о т личающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства и упрощения конструкции, оно снабжено упругим элементом, жестко скрепленным одним концом с приводом в месте установки зеркала, а другим - с датчиком угла поворота зеркала, при этом привод и датчик угла поворота зеркала выполнены в виде пьезокерамических пластин, а привод, отклоняющее зеркало, упругий элемент и датчик угла поворота зеркала последовательно установлены по оси поворота зеркала. &}