Устройство для углового измерения положения луча Советский патент 1987 года по МПК G01M11/00 G01B11/26 

Boro . Устройство содержит последовательно расположенные источник света 1, диафрагму 2, отклоняющее зеркало 3, связанное с электромеханическим приводом 4, которьм, в свою очередь,связан с блоком управления 5. Между фокусирующим 6 и измерительным 9 объективами установлены светоделительная призма-куб 7, двумерная дифракционная решетка 8, выполненная из условия равенства распределения световой энергии в нулевом и первом порядках дифракции, и блок 10 фотоприемников в виде четырехквадратного приемника Диафрагмированный световой луч после отклоняющего зеркала 3 и фокуси1

Изобретение относится ic оптическим системам и может быть использовано в устройствах отображения информации проекционного типа, а также в устройствах считьюания сканирующего типа.

Цель изобретения - уменьшение потерь световой энергии и повышение точности измерения положения рабочего светового луча в пространстве.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для углового измерения положения луча; на фиг.2 - интерференционная картина в плоскости размещения фотоприемников.

Устройство содержит источник 1 света, диафрагму 2, зеркало 3, электромеханический привод 4, блок 5 управления, первьш объектив 6, све- тоделительную призму-куб 7, двумерную дифракционную рещетку 8, второй объектив 9, блок 10 фотоприемников.

Устройство работает следующим образом. Световой луч от источника 1 света направляется через отверсти диафрагмы 2 на зеркало 3, которое управляется электромеханическим приводом 4. Между первым объективом 6 и двумерной дифракционной решеткой 8 расположена светоделительная призма-куб 7,, которая 90% световой энергии отклоняет в рабочем направлении а 10% - в направлении измерения. Измерительная часть светового луча

83576

рующего объектива 6 разделяется призмой-кубом 7 на рабочий и измерительный лучи. Измерительный луч фокусируется на двумерной дифракционной решетке 8, после чего интерференционная картина частично совмещенных в пространстве нулевого и первых порйдков дифракции с помощью измерительного объектива 9 направляется на блок фотоприемников 10, которые вырабатывают измерительные сигналы пропорционально перемещению светового луча по двум координатам. Используя эти сигналы , блок управления 5 управляет положением отклоняющего зеркала 3 . 2 ил.

фокусируется первым объективом 6 на двумерной дифракционной решетке 8 и после прохождения ее разделяется на пять лучей, соответствующих нуле- 5 вому и первым порядкам дифракции на ортогональных штрихах решетки 8. С помощью второго объектива 9 расходящиеся лучи преобразовынаются в па- . раллельные и направляются на блок О 10 фотоприемников. Для того, чтобы получить в плоскости фотоприемников интерференционную картину .2) диаметр отверстия диафрагмы должен находиться в пределах

.D.-2-i,

ZZ

где D - диаметр отверстия в диафрагме, м;

f - фокусное расстояние объектива фокусирующего, м; Z - период двумерной дифракционной решетки, м; - дпина волны света, м. уе В реальных устройствах размер отверстия диафрагмы 2 находится в пределах 6-30 мм.

Расстояния между вторым объективом 9, зеркалом 3, двумерной дифракционной решеткой 8 и плоскостью расположения фотг)приемников фотоприемного блока 10 выбирают таким образом, чтобы при отклонениях светового луча центр интерференционной картины не смещался, а смещались только

0

36

312833

интерференционные полосы. Фотоприем- ннки фотоприемного блока 10 реагируют на смещения интерференционных полос,:которые происходят пропорционально отклонению .луча света и-5 передают соответствующие сигналы на блок 5 управления, которьй в свою очередь.по заданной программе управляет электромеханическим приводом 4.

Формула изобретения

Устройство дал углового измерения положения луча, содержащее последовательно размещенные И-сточник света, диафрагму, зеркало, установленное с возможностью поворота и связанное с электромеханическим приводом, первьй объектив, двумерную дифракционную решетку, второй объектив, фотоприемники и блок управления, электрически связанный с фотоприемниками и электромеханическим приво

0

76

дом, отличающееся i-cM, что, с целью уменьшения потерь световой энергии и повьщ1ения точности, в устройство дополнительно введены три фотоприемника, размещенных в одной плоскости и образующих с первым приемником четьфехквадратный приемник, а двумерная дифракционная решетка выполнена из условия равенства распределения световой энергии в нулевом и первом порядках дифракции , причем диаметр диафрагмы удовлетворяет условию

f

2fj

, э

i D -z

где D - диаметр отверстия в диафрагме, м;

f - фокусное расстояние объектива первого, м;

Z - период двумерной дифракционной решетки, м;

X - длина волны света, м.

Составителе. С.Орешин Редактор Л .Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипеико

Заказ 7428/38Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг ород, ул. Проектная, 4

фиа.2

Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в устройствах отображения информации проекционного типа. Цель изобретения - уменьшение потерь световой энергии и повьппение точности измерения положения свето- (Л н 00 СА9 сд Од cfruff.1