Устройство для сканирования изображения Советский патент 1992 года по МПК H04N5/222 

Изобретение относится к телевизионной технике и может найти применение в устройствах сканирования изображения, в оптоэлектронике.

Целью изобретения является увеличение углового диапазона отклонения светового пучка.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - зависимость угла Брэгга от частоты ультразвука; на фиг.З - зависимости выходного сигнала фотоприемника от угла расходимости светового пучка.

Устройство для сканирования изображения содержит входную линзу 1. акустооптическую дифракционную ячейку 2. выходную линзу 3, фотоприемник 4 и электронный блок 5, состоящий из N генераторов 6 радиоимпульсов и формирователя 7 прямоугольных импульсов

Устройство работает следующим образом.

С помощью линзы 1 изображение 8 объекта 9 проецируется на вход акустооптиче- ской ячейки 2. Проходя через ячейку, несущая изображение световая волна дифрагирует в акустическом поле. Дифрагированные лучи 10 собираются линзой 3 и направляются на фотоприемник 4. Недифрагировавший свет 11 задерживается экраном 12 На пьезоэлемент ячейки 13 с электронного блока 5 поступают короткие радиоимпульсы длительностью гк, возбуждающие в ячейке акустическую волну в виде цуга 14 длиной h v тс В ячейке формируется бегущая волна. Режим бегущих волн обеспечивается акустическим поглотителем 15. По мере распространения цуга от пьезоэлементэ к поглотителю на нем последовательно дифрагируют световые лучи изображения. Благодаря этому выходное напряжение фотоприемника Uebix(t) представляют собой видеосигнал развертки изображения. За время пробегания цуга по ячейке т A/v, где А - апертура ячейки, считывается одна строка изображения. Полное число разрешимых элементов в строке определяется длиной цуга N A/h A/v тк .

Подаваемое на пьезоэлемент напряжение является суперпозицией радиоимпульсов, генерируемых одновременно генераторами 6(1 1,2. .). Эти импульсы име ют одинаковую длительность но разные часл

XI

00

00

со

Ю

стоты заполнения fj. Синхронная работа генераторов обеспечивается формирователем прямоугольных импульсов 7, задающим длительность радиоимпульсов тк .

Пьезоэлемент является линейным устройством в связи с чем возбужденный в ячейке акустический цуг представляет собой суперпозицию пространственно совме- щенных цугов. На каждом из них, вследствие угловой селективности акусто- оптического взаимодействия, дифрагирует падающий свет из ограниченного углового диапазона ©вблизи угла Брэгга 0в (фиг,2). Диапазон определяется расходимостью акустической волны:

60 V/lfo(1)

Угол Брэгга зависит от частоты ультразвука (прямая 1 на фиг.2) и для i-того цуга

/2nv(2)

Интервал между частотами fi выбран равным

д f 2nv2 /Я tf0.(3)

при этом диапазоны д@ , не перекрываются, а полный угловой диапазон регистрируемого света Д0 увеличится в гл раз: гп 6 0.

В устройстве с ячейкой из кристаллопа- рателлурита сдвиговая акустическая волна возбуждалась в направлении 110 световой пучок распространялся вблизи оптической оси. Пьезоэлемент из ниобата лития с размерами I 6 мм по оси 001 и 2 мм по имел полосу 118-142 МГц. Эффективность дифракции в ячейке достигала 80% при управляющей электрической мощности порядка 100 мВт. Электронный блок включал в себя три генератора радиоимпульсов (т 3), частоты fj которых были выбраны равными 126, 130 и 134 МГц. Аку- стооптическая ячейка освещалась пучком лазерного света с регулируемым в плоскости акустооптического взаимодействия уг4

лом сходимости Д0 .На фиг.З представлена экспериментальная зависимость амплитуды видеосигнала 11Вых от угла Д0 при работе только одного генератора (кривая 1)

5 и трех генераторов одновременно (кривая 2). Кривые выходят на постоянный уровень, когда Д0 достигает значения углового диапазона ячейки.

Таким образом, устройство для скани10 рования изображения за счет расширения углового диапазона регистрируемого светового излучения позволяет увеличить угловой диапазон отклонения пучка света. Формула изобретения

15 Устройство для сканирования изображения, содержащее последовательно установленные входную линзу, акустическую дифракционную ячейку с пьезопреобразо- вателем и выходную линзу N генераторов

20 радиоимпульсов, выходы которых объединены и соединены с акустооптической дифракционной ячейкой с пьезоэлементом, формирователь прямоугольных импульсов и - фотоприемник, отличающееся тем,- 25 что. с целью увеличения углового диапазона отклонения светового пучка, выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с входами генераторов радиоимпульсов, при этом прямоугольные

30 импульсы заполнены разными частотами fj 0 1,2,3...), интервал d f между частотами и число m удовлетворяет условиям m A f/ df 2nv3/lf0, где Д f - ширина полосы пьезоэлемента;

35f 0- резонансная частота пьезоэлемента:

v - скорость звука в материале ячейки; п - показатель преломления материала ячейки:

40 А-длина волны света;

I - длина акустооптического взаимодействия.

Изобретение относится к телевизионной технике и может найти применение в устройствах сканирования изображения, в оптоэлектронике. Устройство для сканирования изображения содержит входную линзу, акустооптическую ячейку, выходную линзу, фотоприемник, электронный блок, состоящий из N генераторов радиоимпульсов и формирователя прямоугольных импульсов Устройство позволяет увеличить угловой диапазон отклонения пучка света. 3 ил

12

6вЛ 7Г

ю0

/

Л/

г

Фиг.З

Щ .