Фотопреобразователь линейных и угловых перемещений Советский патент 1976 года по МПК G02B27/30 

Изобретение относится к фотоэлектрическим датчикам линейных и угловых неремещений и может найти нрим1енение в измеритель я о и тех и и к е.

Известны фотонреобразователи линейных и угловых перемещений, содержащие источник света, конденсор, растр, объектив, фотоприемное устройство и контрольный элемент.

Недостатком известных нреобразователей является невозможность регулировки шага растра.

Целью изобретения является устранение недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном фотонреобразователе контрольный элемент «выполнен в виде прямоугольной прнз.мы, обращенной к объективу гипотенузной гранью, ребро которой лри верщине 90° перяендикулярно штрихам растра, причем одна из катетных граней имеет дополнительный скос, образующий двугранный угол р с ребром, Перпендикулярным ребру при вершине лризмы, а величина угла р определена из соотношения

В

где d - ширина растра,

/ - фокусное расстояние объектива, а ребро этого двугранного угла ориентировано пернендикулярно ребру при вершине нризмы.

На чертеже представлена оптическая схема фотонреобразователя.

ФотОПреобразователь содержит источник / света, конденсор 2, растр 3, объектив 4, призму 5 и фотоприемники 6 и 7.

Фотопреобразователь работает следующим образом.

Свет от источника 1 фо1кусируется конденсором 2 на .поверхности растра 3 в участке а. Прошедший сквозь растр ноток проходит через объектив 4, отражается нризмой 5 и фокусируется объективом 4 в автоколл мационное изображение б участка растра а. Поскольку поворот лризмы 5 вызывает поворот изображения штрихов растра 3, в зоне б возникают муаровые полосы, ширину которых можно регулировать этим поворотом. Конденсор 2 переносит изображение муаровой картины на фотоприемники 6. Поворотом призмы 5 выставляют такую ш}фину муаровой полосы, чтобы фазы сигналов, вырабатываемых фотоприемниками 6, отличались на 90°, что

необходимо для реверсивного счета .полос.

Для создания опорного .канала, предназначенного для компенсации ухода постоянной составляющей ситпала, одна из катетиых граней призмы 5 снабжена дополнительной

гранью д, орие1 тированпой под углом р к ней.

3

u образует двугранный угол, ребро которого перпендикулярно ребру При вершине 90° призмы, а величина такова, что изображение растра, образованное лучами, отраженными гранью д, находится в зоне в, нространственно разделенной с зоной б. При этом ширина по.юс, возникающих в зоне в, намного меньше нолос IB зона б, вследствие более сильного поворота изображения из-за наклона грани д нризмы. Конденсор 2 создает изображение зоны 8 в о-норном фотонриемнике 7. Из-за того, что ширина нолос меньше его чувствительной но верхности, модуляция сигнала отсутствует. Такой сигнал лригодеи для комненсации постоянной составляющ ей. Для обеспечения указанных условий двугранный угол (3 на катетной грани Призмы 5 должен быть оавен

f.r

Предлагаемый фотопреобразозатель (в отличие от известных) одинаково эффективно работает как с линейными, так и радиальными растрами благодаря тому, что изображение штрихов растра движется но окружности того же радиуса кривизны, что и сами штрихи растра. При этом ширина муаровых полос не зависит от их расстояния до оптической оси объектива. Это достигается благодаря дополиительному оборачиванию штрихов растра 5, дазаемому призмой 5, вокруг оси, перпендикулярной штрихам растра 3.

Кроме того, изменение периода, используемого для измереннй растра, не требует нзмеиения элементов фотонреобразователя. Нужная для правильного фазового сдвига сигналов фотонрнемн.иков 6 ШИрина муаровых полос обеспечивается поворотом призмьЕ 5.

Формула изобретения

Фотопреобразователь линейных и угловых перемеидений, содержащий источник света, конденсор, растр, объектив, фотоприемное

устройство, и контрольный элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, контрольный элемент выполнен в виде прямоугольной 1призмы, обращенной к объективу ч ипотенузной гранью, ребро которой ,при вершине 90° перпендикулярно штрихам растра; причем одна из катетных граней имеет дополнительный скос, образующий двугранный угол |3 с ребром, лерпепдикулярным ребру при вершине призмы, а -величина угла

Р онределена из соотношения

Р - , -2fгде d - ширина растра;

/-фокусное расстояние объектиза.

G-,