Оптико-механическое линейно-сканирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к фотометрии п может быть использовано в системах автоматического анализа светового поля, пространственных характеристик протяженных источников излучения, например плазмотронов, доменных печей, пламени газовых струй и т. д. в тех случаях, когда источник и приемник излучения должны быть неподвижными.

Известно сканируюи1,ее устройство, содержащее систему плоских зеркал, неподвнл ных п перемещающихся вдоль некоторого направления с помощью блока перемещений 1. Это устройство осуществляет линейное сканирование по одной координате и используется для считывания спектральиых распределений.

Из естно также оптико-механическое линейно-сканирующее устройство, предназначенное для определения продольиых температурных полей пламени газовых струй и состоящее из системы плоских и сферических зеркал, иеподвижных и перемещающнхся вдоль некоторого направления, входящих в осветительную систему и снабженных средством неремещения вдоль оси источника излучения 2.

В этом устройстве-прототипе сканирование осуществляется только но одной координате; при этом изменяется длина оптического пути излучения от источииков до приемника и, как следствие, изменяется пространственное разрешение онтической системы.

Целью изобретения является создание устройства для двухкоорд1Н атного сканирования изображения по двум взаимно перпендикулярным нанравлениям при )еизменной длине оптпческого пути излучения от источника до нриемника.

Указанная цель достигается тем. что оптическая система выполнена нз трех плоских зерка.л, способных неремен1.ться в трех взаимно периендикулярных направлениях и установленных так, что каждое из них изменяет направление излучения на 90°. Первое зеркало совместно с первым, а также первое зеркало совместно с третыш снабжены средствами для их иеремен1,ення по дв}М взаимно перпендикулярным направлениям сканирования и, кроме того, нервое п второе оабжены средством для их совмест}юго перемещепня, синхронно со сканнрованнем, з направлении, перпендикулярном плоскости скяппровання, и равного половине перемеп1,епия первого или, соответственно, третьего зеркала в направлении сканирования.

Па чертеже показана онтнко-кписмапческая схема предложенного скаииглчощего устройства.

Сканирующее устройство состоит нз неподвижного нротяженного источники 1 зл чепия /, трех плоских подвижных зеркал 2, о, -,, noc;ieдовательно направляющи ; пзлучен1,ч; от сследуелчого источника 1 с иомощью линзовой системы 5 иа щель неподвижного ириемника излучения 6. Каждое из зеркал закренлено соответственно на иодвижных платформах 7, 8, 9 с приводом от одинаковых реверсивных двигателей W, 11, 12 и передач виит-гайка 13, 14, 15, причем направляюидие платформы 7 установлены иа платформе 8, а направляющие платфор 1ы 8 - иа платформе 9. Шаг передачи винт-гайка 14 платформы 8 в два раза меиьще щага двух других передач виит-гайка 13, 15.

Работает устройство следующим образом. Излучение от неподвижного протяженного источника / падает на плоское зеркало 2, отражаясь от которого, изменяет направление на 90° и падает на второе зеркало 3, вторично отражаясь, оно изменяет нанравление снова на 90°, Далее излучение падает на третье зеркало 4, отражаясь, изменяет направление третий раз иа 90° и собирается линзовой системой 5 иа щели приемника излучения 6. Устройство позволяет осуществлять сканирование либо в одном (ОХ), либо в другом (ОУ) направлении поочередио в любой последовательности.

Сканирование по направлению ОУ осуществляется перемещением платформы 7 с установленным на ней зеркалом 2 по указанному направлению и синхронным неремещением илатформы 8 с закрепленным на ней зеркалом 3 и платформой 7 с зеркалом 2 в компенсирующем направлении OZ, перпендикулярном плоскости сканирования ХОУ и равном половине перемещения зеркала 2 на платформе 7 в сканирующем направлении ОУ. Сканирование по оси ОХ осуществляется перемещением платформы 9 с закрепленным на ней зеркалом 4 и зеркалами 2 и 5, установленными, соответственно, на платформах 7 и 8, и синхронным перемещением платформы 8 с зеркалами 2 и 5 в компенсирующем направлении OZ, перпендикулярном плоскости сканирования н равном половине перемещения зеркала 4 на платформе 9 в сканируюн1ем направлении ОХ.

Скорость пространственного сканирования, осуществляемого в устройстве, определяется приводом и может быть весьма велика, за счет чего сокращается время контроля за состоянием объекта и уменьщаются трудозатраты.

Формула изобретения

Оптико-механическое линейно-сканирующее устройство, содержащее систему зеркал неподвижных и перемещающихся, и средство перемещения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения двухкоординатного сканирования изображения но двум взаимно перпендикулярным направлениям при неизменной длине оптического пути излучения от источиика до приемника, оптическая система выполнена из трех плоских зеркал, способных перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях и установленных так, что каждое из них изменяет направление излучения на 90°, причем первое зеркало совместно со вторым и первое совместно с третьим снабжены средствами для их перемещения но двум взаимно перпендикулярным направлениям сканирования, н, кроме того, первое и второе зеркала снабжены средством для их совместного перемещения, синхронно со сканированием, в направлении, перпендикулярном плоскости сканировання, и равного половине перемещения первого или, соответственно, третьего зеркала в направлении сканирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США №3614233, кл. 356-83, опублик. 1971.

2.Авт. свид. СССР № 415510, кл. G 01J 5/00, 1972 г. (прототип).

6 ,

2

п