Сканирующая система Советский патент 1979 года по МПК G02B26/10 H04N3/02 

многогранное развертывающее устройство 7, которое имеет множество отражакадих граней 8. Луч отражается от и проходит чёрез другую цилиндрическую линзу 5, которая используется для корректировки из-за кача,иий многоугольника, полевую линзу 6 (коллектив) к зеркалу 9, которье направляет луч на сканирующее зеркало 10, где луч Ьтрражается от него, чтобы пройти через микрообъектив 11 на неподвижный носитель 12, который может или носителем для записи или документом с изображением на нем

Носитель 12 лежит в плоскости, перпендикулярной оси объектива 11.

Зеркало 10 имеет прикрепленное к ней коромысло 15, которое снабжено роликом 16, прикрепленным к ее свободному концу. Пара цилиндрических цапф 17 прикреплена к корркислу 15 и выступает в поперечном направлении с каждой стороны корокисла. Линейный двигатель 18 имеет толка- ; тель 19, который разветвлен На его свободном конце, чтобы образовать пару пространственно разделенных ножек 20, которые не совпадают с вертикальной осью коромысла 15,. Каждая ножка 20 имеет отверстие, в которое входит соответствующая цапфа 17, чтобы обеспечить поворотное соединение между зеркалом 10 и толкателем 19. Линейный двигатель представляет собой обычно используемый и имеющийся в продаже двигатель,который работает в соответствии с величиной приложенного к нему напряжения, причем ход толкателя 19 осуществляется 3 направлении от двигателя и пропорционален Приложенному напряжению. Толкатель 19 нагружен пружиной, чтобы прижимать толкатель 19 в обратном направлении в сторону двигателя.

Ролик 16 смещен в контакт с накло ной плоскостью 21 с помощью пружины 22,, которая прикреплена у одного конца к короьвлслу 15, а другим концом к толкателю 19, которая работает в состоянии натяжения, чтобы заста-, влять зеркало 10 поворачиваться в направлении, противоположном часовой стрелке, вокруг цапф 17. Наклонная плоскость 21 имеет плоскую или линейную кулачковую поверхность. Угол зеркала должен изменяться, чтобы изменять угол отклонения, чт.обы постоянно направлять луч через объектив 11. Чтобы осуществить это, цап4ы 17 перемещаются линейно толкателем 19 под расходящимся углом относительно наклонной плоскости 21, приводя к тому, что зеркало 10 поворачивается относительно цапф и в результате этого изменяется угол плоскости зеркала 10, тогда как зер кало линейно движется вдоль его ход сканирования.

Цилиндрическая линза 3 имеет гланую плрскость, расположенную в тангенциальной плоскости, которая перпендикулярна оси поворота многогранника 7 , тогда как линза 5 имеет ее главную плоскость, расположенную в сагиттальной плоскости, которая параллельна оси вращения многограннка. Цилиндрическая линза 3 рассеивает луч в тангенциальной плоскости, а линза 4, создающая изображение, .сводит луч в тангенциальной плоскости так, чтобы луч падал на многогранник на ширине (в направлении сканирования), которая равна пример двум граням. Линза 3 и создающая изображение линза 4 действуют совмесно, чтобы сфокусировать луч в тангенциальной :пЛоскости, а формирующая изображение линза 4 и линза 5 действуют совместно, чтобы фокусировать луч в сагнгтальной плоскости Микрообьектив 11 расположен так, что его плоскость предмета совпадает с плоскостью изображения 23 между линзами 5 и 6 (фиг. 2), а его плоскость изображения совпадает с плоскостью носителя 12. Луч изображается на носителе 12, имея размер около одной десятой его нормешьного размера.

Многогранное развертывающее устройство 7 сканирует луч по носителю 12 в направлении Х, которое перпендикулярно оси вращения многоугольника, и сканирующее зеркало 10 сканирует луч по носителю 12

У

которое перв направлении

В

пендикулярно направлению

этом случае, где носитель.12 является носителем для записи, буквенно-цифровое; изобраикение на нем получают с помощью лазера путем модулирования луча в соответствующий момент, когда луч развертывается по носителю 12. Приблизительно 20-32 линии сканирования приходится на строку текста. В случае, где носителем 12 является пленка с изображением на ней, которое должно быть считано путем сканирования луча, модулятор 2 должен управляться таким образом, чтобы немодулированный луч е5ыл направлен на пленку и за носителем расположен фотоумножитель 13, чтобы обнаруживать изменение в интенсивности луча, когда луч развертывается по носителю 12. Фотоумножитель 13 Преобразует изменения в интенсивнос луча в ЭЛ Ктрйческие сигналы, котор отображают информацию изображения на пленке. Линза 14 создает изображение луча на фотоумножителе 13.

На фиг. 1 зеркало 10 изображено сплошной линией в его исходном положении сканирования и изображено прерывистой линией в его конечном положении сканирования. Когда зеркало находится в исходном положении, луч отражается от зеркала 10 вдоль траектории, которая находится на оси объектива 11, и перпендикулярен плоскости носителя 12, В конце сканирования луч отражается от зеркала 10 по траектории, которая находится вне оси объектива 11 и под углом относительно плоскости носителя 12, таким образом увеличивая расстояние пути луча между объективом 11 и плоскостью носителя 12 от начала до конца сканирования. Чтобы сохранить луч сфокусирйвэнным на носителе 12, оптическое расстояние между объективом 11 и его плоскостью предмета должно быть у величено пропорционально увеличению оптического расстояния между объективом и носителем 12, Это может быт представлено графически с помощью развертки луча в начале и конце сканирования и образованием треугол ников 23 5 , 11, 23е и 12s , 11/ 12е показанных Hia фиг. 3. Чтобы определить ход зеркала и угол относительно носителя для запи си, при котором геометрическое мест пересечения луча и зеркала должно пед еме1цаться, должны быть вычислены следукяцие величины. 3;- расстояние от плоскости 23, предмета объектива .11 до зеркала 10 в- начале сканирования; Z - расстояние при нахожде1 ии лу на оси от зеркала 10 в начале сканирования до объектива 11; : V - расстояние при нахождении лу ча вне оси от зеркала 10 при окончании сканирования объектива 11; В - составлякадая, параллельная носителю 12, соответствующая расстоянию У; X - составлякядая, перпендикулярмая носителю 12, соответствующая расстоянию У; W - полное расстояние при нахождении луча вне от плоскости 23 предмета до объектива 11 в конце сканирования; D - расстояние хода геометрического места пересечения луча и зеркала 10 от начала до конца скаиироЪания;Y - составляющая хода перпендику лярная носителю 12; в- угол поля зрения объектива 1 Ч - угол относительно носители траектории места пересечения луча со сканирующим зеркалом от начала до конца сканирования; Пусть K a-t-Z (О в tgrvf Y (3) Б DcosV (4) Подставляя значение В в уравнение (2) . решая уравнение (1) относительно X Z - Y - X и заменяя У Z-Btg-V X f6) , подставляя В в уравнение (61 Z-D-coavVx (Г) используя уравнение (5), заменяя X, как определено в уравнении {1}, и рииая его/относительно р D вГ Заменяя V и W в уравнении (9) получаем : для идеального сопряжения. Используя уравнение (5) и заменяя D, определенное в уравнении (8), получаемv : . cosV- sins -tgf© чэ . Подставляя в уравнение (12) D, определенное в уравнении (8), и X, определенное в уравнении (13), получаем2 cos у sinv coseCcosV+slhV-tg-e) cose При расчете системы выбирают расстояния О , Z и аксиальное расстояние между носителем 12 и объективом 11. Также знают высоту носителя 12. Поскольку известны расстояния 11, 12s и 12s , 12е, то можно рассчитать максимальный полевой угол в. При этом остается неизвестным только угол Ч , который находится из уравнения (14).Признавая, что это уравнение идеально только для одного ряда величин 3,7, К и угла Ч при данном угле в и что та же группа величин должна оставаться постоянной в течение сканирования, где угол 0 изменяется, нужно вычислить разность между идеальным сопряжением при данном угле & и действительное сопряжение при том же угле Q , Например, при любом угле в сопряжение вычисляется с помощью уравнениягде I - длина фокуса объектива 11.

Решаем уравнение (15) в нии W - VWif

(i6

W

NW,-f

Пусть W и

являются расстояниями идеального сопряжения.

Пусть ,H являются расстояниями действительного сопря жения. Подставляя W{ и для W и W 6й6 ветственно в уравнение (16) ,

имеем

СП),

W

где

-,«-

cose cose

Подставляя V/oL и вместо СУ и W аоат етственно в уравнение (16), имеем .

vv,- .

C-f8),

v/,oc-f

ZCOS4

где Woe. о +

г- cos4 cos0(cos4+3iti4tgS

О

Допустимая глубина фокусировки (ДГФ) в плоскости изображения для объектива определяется как

ДГФЧЧКАКГ/Ф где Л - Длина волны освещения;

ij -ф- Ьтносйтёльноё отверстие объектива 11.

Разность .BH4HC Hetci«S ряда углов Q от начала до конца сканирования. Абсолютная сумма максимального изменения наилуаиёго фокуса на каждой стороне плоскости изббражёния, определенная с пс «ощью i - WoC для зтих углов , должна быть равна или меньше, чем глубина Фок си1рсв ки для того, чтобы луч оставался в фокусе на йЪситёлё 12 на всём протяжении сканирования. Другими словами,

(«rw nwi-vuv ДГФ где (W -Woi.) - абсолютное максималь517298

-ride расхождение на одной сторсЛне плоскости изображения

(w -Wa.) - абсолютное максимальное расхождение на противоположно стороне этой плоскости изображения.

Если уравнение (19) не будет 5 приемлемо (соблюдаться) при первой выборке постоянных D , Z К и максимальном угле е , тогда некоторые из величин должны быть изменены, пока уравнение (19) не будет удовлетвогрено.

Чтобы зеркало 10 отражало луч через, центр объектива 11 в конце сканирования, плоскость зеркала должна поворачиваться в .направлении против часовой стрелки на угол-.Для того, чтобы скомпенсировать это/угол между наклонной плоскостью и носителем 12 уменьшают относительно угла V на определенную величину в зависимости от длины поворотного коромысла 15 и величины угла & .

Формула изобретения

Сканирующая система, содержащая последовательно расположенные источник излучения в виде лазера, модулятор, узел развертки, состоящий из зеркального барабана и зеркала, установленного с возможностью поворота вокруг оси; перпендикулярной оси вращения зеркального барабана, и неподвижный:линзовый объектив, ра1сположенный между зеркалом и плоскостью изображения, отличающаяся тем, что, с целью исправления кривизны поля изобрайения, ось вращения зеркала устанолена на коромысле , снабженном роликом, перемещающимся по кулачку, и соединена с толкателем, сооацающим кЬромыслУ Наступательное перемещение Тэтноситёльно кулачка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ 2017848, кл. G02 В 27/17, 30.10.1975.

2.Патент США 3894182, кл. 178-7.6, 1975.,..