ПРЕЦИЗИОННОЕ ОТКЛОНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1972 года по МПК G01T5/06 

Изобретение может быть использовано в измерительных приборах для точной кодировки графической информации. Изобретение позволяет построить измерительный прибор для обработки графической и полутоновой информации как с прозрачного носителя (пленки с пузырьковых камер, аэрофотоснимки и т. д.), так и с непрозрачных объектов, например, графики на бумаге. При этом в качестве источника света для формирования сканирующего пятна может быть применен газовый лазер.

Известное отклоняющее устройство для кодировки графической информации состоит из источника света, отклоняющего сканирующего зеркала, привода и интерферометрического измерителя перемещений луча. Сканирующее зеркало укреплено на кардановом подвесе, обеспечивающем одновременное и независимое качание зеркала вокруг двух осей. Заодно с оправой зеркала выполнена жесткая штанга, ось которой перпендикулярна отражающей поверхности зеркала и проходит через точку пересечения осей качания. Спиральная катущка с постоянным током электромагнитного привода укреплена на противоположном конце штанги. На щтанге размещены два оптических щаровых отражателя, входящих в интерферометрические измерители положения зеркала и являющиеся базой измерителей.

К недостаткам указанного устройства следует отнести, во-первых, размещение оптических отражателей на щтанге, во-вторых, при.менение карданного подвеса, усложняющего

конструкцию многими конструктивными элементами, требующими точной юстировки (скобы, подщипники, оси, опоры) и увеличивающими габариты прибора. Недостаточно соверщенно конструктивное выполнение привода

зеркала, мала жесткость всей конструкции, возможно возникновение резонанса щтанги относительно корпуса зеркала на определенных частотах. Цель изобретения - упрощение конструкции разворачивающего узла и уменьщение габаритов устройства с обеспечением высокой точности регистрации положения сканирующего луча. Цель достигается тем, что разворачивающее

зеркало помещают на опорную иглу, упирающуюся своим острием непосредственно в центр качания зеркала, т. е. в точку пересечения его осей качания. Привод зеркала осуществляется при помощи двух токовых рамок,

выполненных в виде двух взаи.мно перпендикулярных полуокружностей и помещенных в зазор постоянного магнита, полюса которого представляют собой две концентрические сферы. Для измерения перемещения луча интериз четырех трипельпризм, укреп.тенных непосредственно в оправе рабочего зеркала.

На фиг. 1 схематичесг и показана конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 - конструкция токовых рамок.

Предлагаемое отклоняющее устройство выполнено в виде плоского круглого зеркала 1 в дюралюминиевой оправе 2, опирающегося своим подпятником 5 в иглу (керн) 4. Подпятник укреплен в зеркале так, что точка опоры, являющаяся центром качания зеркала, в отражающей плоскости зеркала.

Введение подпятника незначительно уменьщает светосилу, не сказываясь на качестве фокусировки сканирующего луча. Это объясняется тем, что отклоняющее зеркало расположено в той части оптической схемы, где луч расфокусирован.

Четыре трипельгфизмы 5 вмонтированы в оправу 2 зеркала и расположены попарно вдоль осей качания. Привод зеркала содержит токовые рамки 6 и 7, а также два башмака S и 9 иостоянного магнита 10, между которыми оставлен сферический зазор. Токовые рамки, ориентированные по осям качания зеркала, охватывают бащмак 8 и могут свободно перемещаться в магнитном зазоре. Участки рамок, не находящиеся в магнитном поле сферического зазора, крепятся к отклоняющему зеркалу. Для предотвращения поворотов зеркала вокруг проходящей через его центр качания нормали и в плоскости, перпендикулярной оси керна, предусмотрен магнитный фиксатор, состоящий из иглы 11, вмонтированной в оправу 2, и внещнего магнита 12. Измерительная часть прибора состоит из системы зеркал 13, 14, трипельпризм 5, фотоприемников иитерфереиционных зои 15, 16 и реверсивных О1четчико1в перемещения 17, 18.

Отклонение зеркала в желаемом направлении осуществляется при подаче управляющего тока в токовые рамки 6 и 7. Магнитное ноле рамки с током взаимодействует с постоянным магнитным полем в сферическом зазоре, образованном бащмаками 8 и 9 магнита 10. Возникающая при этом сила заставляет рамку отклоняться. Кодировка угла отклонения зеркала, а следовательно, и сканирующего луча, осуществляется с помощью трииельпризм 5. Пара трипельпризм, расположенных вдоль одной оси качания зеркала, входит в дифференциальный интерферометр для снятия информации об угле отклонения луча по одной из координат.

Трипельпризма является оборачивающей на

180° призмой, и отраженный ею луч параллелен падающему независимо от угла падении луча на поверхность трипельпризмы. Этот эффект обеспечивает возможность создания оптического интерферометра. Число интерфереиционных зон, прошедщих при смещении зеркала, фиксируется фотоприемниками 15 и 16 и. заносится в реверсивные счетчики перемещения 17 и 18.

Координаты точек графика измеряются нри движении сканирующего луча вдоль линии за счет изменения тока в управляющих обмотках, связанных с отклоняющим зеркалом. Использование дифференциального илтерферометра на трипельпризмах обеспечивает точность отклонения луча порядка 10 сек.

Размещение оптических отражателей непосредственно в оправе зеркала существенно увеличивает жесткость конструкции, снижает

погрещности отсчета координат сканирующего луча, а также уменьшает габариты прибора. Используемые в качестве оптических отражателей трипельпризмы просты в изготовлении и не имеют сферических аберраций, присун;их, например, шаровым отражателям. Конструкция привода зеркала устраняет необходимость в промежуточном элементе (например, жесткой щтанге) для передачи усилия от подвижных токовых катущек, находящихся

Б ноле магнитов, к рабочему зеркалу. Особенностью привода является также его стабильность вследствие однородности магнитного поля в сферическом зазоре и неизменности длины рамки, взаимодействующей с этим полем

при любых ее перемещениях.

Предмет изобретения

Прецизионное отклоняющее устройство для

кодировки графической информации, содержащее сканирующее зеркало , с магнитоэлектрическим приводом и интерферометрический измеритель перемещений сканирующего луча, отличающееся тем, что, с целью упрощения

конструкции, уменьшения габаритов устройства и повышения точности, сканирующее зеркало укреплено на точечной опоре, оптические отражатели интерферометров выполнены в виде трипельпризм, расположенных в оправе

сканирующего зеркала, и токовые рамки привода выполнены в виде двух взаимно перпендикулярных полуокружностей, скрепленных с оправой зеркала и помещенных в зазор постоянного магнита, полюса которого представляют собой концентрические сферы.