Устройство для преобразования положения световой точки в цифровой код Советский патент 1979 года по МПК G02F7/00 

Изобретение относится к автоматиKSf вычислительной технике и оптоэлектронике. Оно может быть исполь.зовано в устройствах.преобразования графической информации в цифровой код., в средствах отображения информации, в фотоэлект учческих автоколлимационмых устройствах для измерения угловых перемещений.

Известны устройства для преобразования положения световой точки и светового штриха в .цифровой код 1,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство преобразования положения световой точки в цифровой код 2, содержащее проекционный объектив, кодовую маску, установленную перпендикулярно оптической оси объектива, светосводящее устройство и фотоприемники.

Недостатком его является сложность конструкции и недостаточная точность преобразования. Это обусловлено применением цилиндрических линз для преобразования точки в линию ..При этом ширина линии неодинакова по всей ее длине и зависит от углового положения световой точки откосительно оси, цилиндрической линзы из-за

несовпадения фокальной поверхности лизны с плоскостью кодовой маски.Для устранения этого недостатка кодовая маска должна наноситься на специально рассчитанную криволинейную поверхность, что значительно усложнит конструкцию маски.,Изменение ширины линии ограничивает возможность создания устройств с погрешностью ниже 0,1-0,05%.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение точности при сохранении высокой скорости преобразования. Это достигается благодаря тому, что устройство содержит пакет прозрачных плоскопараллельных оптически изолированных друг от друга пластин, расположенный на оптической оси между объективом и кодовой маской, которая примыкает к торцу пакета плоскопарал.пельных п.ластин и оптически связана с фотоприемниками посредством светосводящего устройства.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

устройство содержит проекционный объектив 1, кодовую маску 2, установленную перпендикулярно оптической оси объектива 1, светосводящее устройство 3 и фотоприемники 4. Пакет 5 плоскопараллельных оптически прозрачных пластин расположен между проекционным объективом 1 и кодовой маской 2 на оптической оси объектива 1, Отдельные пластины пакета 5 оптически изолированы друг от друга и параллельны Штрихам разрядов кодовой маски 2, которая примыкает к торцу пакета плоскопараллельных пластин 5.

Проекционный объектив 1 создает изображение световой точки б на плоскости торца пакета плоскопараллельных пластин 5.

Кодовая маска 2, фотоприемники 4 преобразуют положение светового штриха вТ1араллельный цифровой код.

Пакет плоскопараллельных оптически прозрачных пластин 5 преобразует световую точку в световой штрих на поверхности кодовой маски 2. Каждая плоскопараллельная пластина является световодом, преобразующим световое изображение точки на входном торце в световой штрих на выходнс торце пластины за счет многократного отражения света от внутренних поверхностей пластины. Длина светового штриха равна длине выходного торца плоскопараллельной пластины.

Светосводящее устройство 3 собира ет свет, прошедатй через штрихи кодовой маски 2, в одну линию, на которой расположены поразрядные фотопрИ емники .4,

Устройство работает следующим, образом.

Световая точка, попав в поле зрения проекционного об- ечзива 1,.прое цируется последним на плоскость торца пакета плоскопараллельных пластин 5. При этсм световая точка проецируется на один ия торцов соответствующей ПЛГЗ.СТИНЫ пакета 5„ Елоскопараллельная пластина пакета преобразует световую точку в световой штрих на выходном торце. Световой штрих с выходного торца пластины пакета 5 npoi ;. -ХОДИТ через кодовую маску 2 Полоч жение светового штриха на кодовой маске 2 соответствует определенному цифровому коду по одной линейной координате. Цифровой код снимается или непосредственно,или с помощью светосводящего устройства 3 фоточувствительными приемниками 4, Код, снимаемый с фоточувствительных приёмников 4, является цифровым кодом положения световой точки по одной определенной

координате и поступает на вход внешнего устройства.

Применение устройства позволяет упростить конструкцию и повысить точность до величин, определявмых минимально возможными толщинами пластин пакета. Пластины пакета - слоевые световоды - весьма техноло;ичны и допускают массовое произвсэдство. Они могут изготовляться пакетированием стеклянной фольги, методами напыления, осаждения, травления и др. Сто-: па слоев стеклянной фольги может быть спечена и перетянута до требуемой толщины. Пакет плоскопараллельных. пла.стин, кодовая маска, фотоприемни5 ки и Светосводящее устройство, выполненное в виде световодов (фоконов), могут быть объединены в одну монолитную конструкцию.

Применение предлагаемого устройст0 на преобразования световой точки в цифровой код позволяет создавать компактные и точные устройства преобра зован1яя графической информации в цифровой код, устройства отклонения оптического луча, устройства автоколлимационного типа и т.п.

Формула изобретения

Устройство для преобразования положения световой точки в цифровой код, содержащее проекционны объектив, котдовую маску, установленную перпендикулярно оптической оси объектива, Светосводящее устройство и фотоприемники,: отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности чри сохранеНИИ высокой скорости преобразования, оно содержит пакет прозрачных плоскопараллельных оптически изолированных одна от другой пластин, расположенный на оптической оси между объек1HSCM и кодовой маской, причем торцовые грани пластин параллельны штрихам разрядов кодовой маски, которая примыкает к торцу пакета плоскопарал,лельных пластин и оптически связана с фотоприемниками посредством светосводящего устройства.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 1805097, кл. 006 К 11/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР 613340, кл. G06 К 11/00, 22.12.76.