Устройство сканирования Советский патент 1992 года по МПК G01J3/06 

Изобретение относится к спектрометрии и фотометрии и может быть использовано в быстродействующих спектрометрах, а также в устройствах для переключения световых потоков или в системах считывания изображений.

Известно сканирующее устройство, содержащее барабан с винтообразной прорезью, которая используется в качестве входной щели монохроматора. При враще- нии барабана прорезь перемещается вдоль прямоугольной диафрагмы поля сканирования и тем самым осуществляется сканирование спектра при неподвижном диспергирующем элементе монохроматора.

Недостатком этого устройства является сложность изготовления узких прорезей, а также необходимость установки зеркал или источников излучения внутри вращающегося барабана для просвечивания винтовой прорези.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство, содержащее сканирующий диск со спиральной прорезью, диафрагму поля сканирования, установленную перед его плоскостью и привод вращения диска. Перемещение прорези вдоль диафрагмы поля сканирования при вращении диска создает эффект бегущей щели и используемся для непрерывного сканирования. При дискретном сканировании применяется сканирующий диск с набором прорезей различного радиуса.

Недостатком известного устройства является сложность изготовления прорезей, особенно малых размеров, в результате чего устройство практически не нашло применения в указанных областях техники и используется в грубых системах сканирования. Кроме того, консервативность конструкции не позволяет достаточно просто производить регулировку ширины бегущей щели.

00

сл сл

00

Целью предлагаемого устройства является повышение точности сканирования и обеспечение возможности регулировки ширины бегущей щели.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный сканирующий диск, оба диска выполнены в виде кулачков с секторно-ступенчатым профилем, причем радиус каждого последующего сектора больше радиуса предыдуще- го. Оси вращения дискбв параллельны, диски установлены с возможностью вращения в противоположные стороны и повернуты друг относительно друга на 180°. Расстояние L между осями вращения дис- ков выбрано таким, что при различных углах поворота между краями дисков образуется зазор, составляющий бегущую щель дискретного перемещения вдоль диафрагмы поля сканирования. Длина расстояния L между осями вращения дисков определяется по формуле

+ R2n - Л

где Rin радиус n-й ступени первого диска, R2n - радиус n-й ступени второго диска, А- величина зазора между дисками. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства и введены следующие обозначения: 1,2- сканирующие диски, 3 - привод вращения дисков; 4 - диафрагма поля сканирования,

Предлагаемое устройство (фиг. содержит два сканирующих диска 1 и 2 в виде кулачков с секторно-ступенчатым профилем, размещенных в одной плоскости. Оси вращения дисков параллельны друг другу и разнесены на расстояние L Диски имеют возможность синхронного вращения в про- тивоположные стороны от общего привода 3. Относительно друг друга диски повернуты на 180° и между их краями имеется зазор Л который образует щелевое отверстие внутри контура диафрагмы поля сканирова- ния 4, установленной перед плоскостями обоих дисков Величина зазора Д может быть задана по расстоянию L. исходя из величин радиусов Rin и R2n секторов обоих дисков, находящихся в пределах диафраг- мы поля сканирования

Устройство работает следующим образом. Во время вращения сканирующих дисков все сектора одного диска поочередно будут образовывать с соответствующими секторами другого диска дискретно перемещающийся зазор на диафрагме поля сканирования и таким образом будет получен эффект бегущей щели.

5 10 15 0

5

0

5 0 5 50

5

Подобное устройство с использованием сканирующих дисков со спиральным профилем кулачка может быть применено для непрерывного сканирования.

В спектрометрии например, поле диафрагмы сканирования соответствует размерам изображения спектра,полученного оптической системой спектрометра, а положение и ширина А щелевого отверстия определяют длину волны и спектральный интервал излучения, которое проходит через это отверстие

Предложенная конструкция сканирующего устройства позволит повысить точность сканирования за счет расширения сферы применения технологичных способов изготовления щелей высокого качества. Сравнение возможностей изготовления качественных прорезей в прототипе и качественных контуров сканирующих дисков, которые являются ножами бегущей щели в предложенном устройстве, говорит в пользу последнего в связи с тем, что к краю диска возможен облегченный доступ большого числа обрабатывающих инструментов. Кроме того, в предложенном устройстве могут быть получены узкие щели, что в прототипе из-за ограничения способов изготовления представляет проблему.

В предлагаемом устройстве получена возможность регулировки ширины бегущей щели, которая достигается изменением расстояния между вращающимися дисками В известных устройствах такая регулировка сложна и как правило, требует замены самого диска.

Следует отметить, что в некоторых зонах углов поворота сканирующих дисков возможно зацепление одного сканирующего диска краями больших радиусов за другой. Этого можно избежать, если, например сканирующие диски установить с некоторым смещением вдоль осей относительно друг друга, то есть чтобы ножи бегущей щели не лежали в одной плоскости, либо уменьшить протяженность секторов составляющих полезный ход бегущей щели, за счет образования переходных зон на так называемый обратный ход, где бегущая щель дискретно изменяет свое местоположение.

Формула изобретения

Устройство сканирования непрерывной или дискретной развертки типа бегущая щель, содержащее сканирующий диск с приводом вращения и диафрагму поля сканирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения регулировки ширины бегущей щели, в ус- тройство введен дополнительный сканирующий диск, оба диска выполнены в виде кулачков с секторно-ступенчатым профилем, причем радиус каждого последующего сектора больше радиуса предыдущего, оси вращения дисков параллельны, диски установлены с возможностью вращения в противоположные стороны и повернуты относительно друг друга на 180°, а расстояние L между осями вращения дисков определяется по формуле

L-Rin + R2n +A

где Rin - радиус n-й ступени первого диска; R2n - радиус n-й ступени второго диска; Л- величина зазора между дисками.

Использование: в быстродействующих спектрометрах, а также в фотометрии для переключения световых потоков или в системах считывания изображений. Сущность: устройство содержит два сканирующих диска, установленных параллельно с возможностью синхронного вращения, привод вращения и диафрагму поля сканирования, установленную перед дисками. Контуры сканирующих дисков имеют кулачковый или секторно-ступенчатый профиль, таком что бегущая щель в диафрагме поля сканирования образована зазором между соприкасающимися секторами обоих сканирующих дисков, 1 ил,

h

«: Wn)

L