Механизм сканирования Советский патент 1992 года по МПК G02B26/10 

V 4

Изобретение относится к оптико-механическим приборам, в частности к сканирующим системам для отклонения сканирующего зеркала по заданному закону.

Известный сканирующий механизм для отклонения сканирующего зеркала по заданному закону имеет сложную конструкцию, ввиду того, что содержит целый ряд дополнительных конструктивных элемен- тов. совершающих такие же колебательные движения, что и сканирующее зеркало, Сюда относятся дополнительная к нагрузке (сканирующему зеркалу) инерционная масса, соединенное с инерционной массой до- полнительное коромысло, дополнительные кулачки, упирающиеся в противоположные плечи дополнительного коромысла, а выходной вал привода механизма с установленными на нем основным и дополнительным коромыслами соединен посредством шестерен с валами основных и дополнительных кулачков, которые расположены по разные стороны от выходного вала. Другим недостатком известного меха- низма является малый срок службы из-за интенсивного изнашивания трущихся кулачковых пар, а также низкая скорость сканирования из-за большого количества колеблющихся элементов с большими мае- сами, вследствие чего возрастает энергопотребление.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является механизм сканирования, содержащий круглое зерка- ло, опирающееся на упругий стержень, установленный по диаметру зеркала, электромагнитную катушку, прикрепленную по периметру зеркала, и магнитную цепь, имеющую два магнитных зазора, а выводы катушки соединены с клеммами, закрепленными на корпусе механизма сканирования.

Магнитные потоки в зазорах проходят через края катушки, закрепленной по пери- метру зеркала. При подключении к выводам катушки источника питания в магнитных зазорах возникают пондермоторные силы, стремящиеся поворачивать катушку вместе с зеркалом относительно упругой о си. Угол поворота катуш.ки с зеркалом зависит от величины тока, протекающего по катушке. С уменьшением тока в катушке упругий стержень, работающий на кручение, отклоняет зеркало и катушку в обратном направлении, в результате чего зеркало совершает колебательные движения по заданному закону. Недостатками известного механизма сканирования являются большое энергопотребление, что ограничивает его применение в полевых условиях, где питание на катушку можно подавать только от аккумуляторов, низкая скорость сканирования из- за того, что вместе с зеркалом приходится качать и катушку с проводами, которая бывает весьма массивной, для обеспечения прохождения по ее обмоткам достаточно большого тока, а также из-за низкой механической прочности катушки.

Цель изобретения - увеличение быстродействия и снижение энергопотребления механизма сканирования.

Поставленная цель достигается тем, что механизм сканирования, содержащий корпус, плоское зеркало, закрепленное на держателе с возможностью качания посредством электропривода, снабжен двумя магнитными валиками, связанными кинематически между собой и с приводом с возможностью вращения в противоположных направлениях, а держатель зеркала выполнен из магнитомягкой стали в виде цилиндрической поверхности с возможностью взаимодействия с магнитными валиками, оси которых расположены параллельно между собой и образующей цилиндрической поверхности.

На чертеже показана схема механизма сканирования.

Механизм сканирования содержит каретку 1, установленную шарнмрно на оси 2, зеркало 3 и два валика 4 и 4, соединенных с помощью шестеренок 5 между собой и с приводом 6. Держатель 7 зеркала 3 выполнен из магнитомягкой стали в виде цилиндрической поверхности, закрепленной жестко на каретке 1, шарнирная ось 2 которой закреплена на корпусе 8. На валиках 4 и А , оси которых расположены параллельно между собой и образующей цилиндрической поверхности держателя 7, закреплены постоянные магниты 9, расположенные по зонам /5. Между цилиндрической поверхностью держателя 7 и поверхностями валиков 4 и 4 с постоянными магнитами 9 выполнены зазоры по 0,01-0,1 мм, через которые держатель 7 взаимодействует с магнитными валиками 4 и 4. Последние могут быть выполнены также из целого куска магнита с вытачкой лыски в пределах угла у без магнитной зоны.

Механизм сканирования работает ле- дующим образом.

С помощью привода 6 валики 4 и 4 приводят по вращение в противоположных направлениях. Когда зона 0 валика 4 с постоянным магнитом 9 взаимодействует с поверхностью держателя 7. каретка 1 получает движение относительно оси 2 и зеркало 3 перемещается в левое крайнее положение 3. В это время на валике 41 к цилиндрической поверхности держателя 7 обращена зона, не имеющая магнита.-К моменту выхода магнитной зоны /5 валика 4 из взаимодействия с держателем 7 к поверхности последнего подходит магнитная зона валика 4, благодаря чему каретка 1 начинает перемещаться в обратную сторону и зеркало 3 занимает правое крайнее положение 3.

Таким образом, при вращении валиков 4 и 4 в противоположных направлениях закрепленное на держателе 7 зеркало 3 получает колебательное движение в пределах заданного угла ± а. Закон движения, прямой и обратный ход по времени регулируют- ся величиной угла /3 зоной, несущей постоянный магнит и кратной углу без магнитной зоны в зависимости от оборотов ва- ликов 4 и 4.

Благодаря тому, что зеркало с держателем жестко закреплены на каретке, конст- рукция механизма сканирования получается более жесткой, что позволяет повысить

его быстродействие, а благодаря тому, что колебания совершает только каретка вместе с жестко закрепленными на ней зеркалом и его держателем, снижается энергопотребление сканирующего механизма по сравнению с известным механизмом, где качающие движения совершает также электрическая катушка магнитного привода. Формула изобретения Механизм сканирования, содержащий корпус, плоское зеркало, закрепленное на держателе с возможностью качания с помощью электропривода, отличающий- с я тем, что. с целью увеличения быстродействия и снижения энергопотребления, он снабжен двумя магнитными валиками, кинематически связанными между собой и с приводом с возможностью вращения в противоположных направлениях, а держатель зеркала выполнен из магнитомягкой стали в виде части цилиндра, установленного с возможностью взаимодействия с магнитными валиками, оси которых размещены параллельно между собой и образующей цилиндра держателя.

Механизм сканирования предназначен для использования в системах оптико-механического сканирования изображения. Механизм сканирования, содержащий корпус 8, плоское зеркало 3, закрепленное на держателе 7 с возможностью качания посредством электропривода, снабжен двумя магнитными валиками 4, 4, связанными кинематически между собой и с приводом с возможностью вращения в противоположных направлениях, а держатель 7 зеркала выполнен из магнитомягкой стали в виде цилин- дрической поверхности с возможностью взаимодействия с магнитными валиками, оси которых расположены параллельно между собой и образующей цилиндрической поверхности держателя зеркала. 1 ил.