Сканирующее устройство Советский патент 1991 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для отклонения светового луча в пространстве, и может быть использовано в лазерных сканирующих микроскопах.

Цель изобретения - увеличение частоты сканирования, уменьшение колебательности устройства и исключение взаимного влияния по двум координатам.

На фиг.1 изображено сканирующее устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З -структурная схема устройства с усилителем.

Сканирующее устройство содержит зеркало 1, заслонки 2-5, закрепленные на траверсе 6, основание 7, которое через упругий стержень 8 жестко соединено с траверсой 6, электромагниты 9-12 с управляющими обмотками, оптический датчик (ОД) 13, выполненный из четырех пар светодиод-фотодиод 14 и 15; 16 и 17; 18 и 19; 20 и 21, установленных в держателях друг

против друга и перекрываемых заслонками 2-5. Для каждой координаты X,Y две противоположно расположенные пары светодиод-фотодиод представляют собой датчики 22 и 23 по одной координате, выходами которых являются общие точки дифференциально включенных фотодиодов 14.16 и 18,20. Каждый из выходов датчика по координате подключен к одному из концов переменных сопротивлений 24 и 25 и через другие сопротивления 26 и 27 - к входу усилителя сканирующих устройств 29 и 30, к которому через конденсаторы 28 и 31 подключены средние выводы переменных сопротивлений 24 и 25, другой конец которых заземлен. Каждый из усилителей сканиру- щего устройства содержит операционный усилитель (ОУ) и усилитель мощности (УМ). Выходы усилителей подключены к обмоткам управления электромагнитов 9-12.

Устройство работает следующим образом.

Ё

4 О О СЛ

ю

При отсутствии управляющего тока отсутствует ток в обмотках электромагнитов и зеркало 1 занимает нулевое положение. При подаче управляющего тока через усилитель устройства на один из диаметрально расположенных электромагнитов, например 9, возникает момент, приложенный к траверсе 6. Под действием момента траверса 6 с зеркалом 1 поворачивается. Оптический датчик 13 (датчик по координате X) преобразует угол поворота траверсы в фо- тоток, который поступает на вход усилителя устройства 29 и сравнивается с током управления lynp.1. Разностный ток, усиленный усилителем мощности (УМ) усилителя сканирующего устройства, посредством управляющих обмоток воздействует на траверсу 6, при этом в установившемся режиме разница между током управления и фототоком равняется величине тока в обмотке катушки, деленного на коэффициент усиления усилителя мощности по току. Наличие двух-независимых систем поворота обеспечивает сканирование оптического луча в пространстве.

Регулировкой глубины отрицательной обратной связи по первой производной (с помощью сопротивлений 24 и 25 изменяют степень демпфирования сканирующего устройства), колебательность подвижной части сводят к минимуму.

Формула изобретения Сканирующее устройство, содержащее

зеркало, закрепленное на траверсе, установленной на основании с помощью упругого стержня, привод зеркала, выполненный в виде четырех электромагнитов с обмотками управления, размещенными на основании,

источник питания, отличающееся тем, что, с целью увеличения частоты сканирования, уменьшения колебательности устройства и исключения взаимного влияния по двум координатам, в него дополнительно

введен оптический датчик, выполненный в виде четырех пар светодиод-фотодиод с заслонками, размещенными между ними и закрепленными на траверсе, при этом датчик размещен над траверсой, а пары фотодиодов

каждой координаты соединены дифференциально и подключены к одному из концов нагрузочных переменных сопротивлений и к входу усилителя через другое сопротивление, выход усилителя соединен с первыми концами обмоток управления электромагнитов, вторые концы которых подключены к источнику питания, а к входу усилителя также подключен средний вывод переменных нагрузочных сопротивлений.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для отклонения светового луча, и может быть использовано в лазерных сканирующих микроскопах. Цель изобретения - увеличение частоты сканирования, уменьшение колебательности устройства и исключение взаимного влияния по двум координатам. При подаче управляющего тока через усилитель на один из диаметрально расположенных электромагнитов 9 возникает момент, приложенный к траверсе 6. Под действием момента траверса с зеркалом поворачивается. Оптический датчик 13 преобразует угол поворота траверсы в фототек, который поступает на вход усилителя и сравнивает с током управления. Разностный ток, усиленный усилителем мощности усилителя, посредством управляющих обмоток воздействует на траверсу. 3 ил.

7Z

ШШ2%Ш

Фиг