Устройство для отклонения светового пучка Советский патент 1981 года по МПК G02B27/17 G02F1/29 

Изобретение относится к оптическим приборам и может быть использовано в оптических системах управления пространственным црложением луча Известны устройства, предназначенные для отклонения светового пучка- l. Устройство содержит электропривод с зеркалом на оси, неподвижную кодовую маску , установленную по ходу Световых лучей зеркала, и свето сводяиие устройства с фотоприолниками. Светоприемники пршвлкагот к кодовой маске. При повороте электропри вода на некоторый угол, пропорциональный входному аналоговому сигналу, луч в виде штриха, отразившись от зеркала, направляется на кодовую маску, проходит через не затененные участки маски, фиксируется фотоп1Л1ем никами и стробируется для формирования цифрового сигнала с помощью вентилей и формирователя импульсов синхро низации 1.2 . Недостатками известного устройства являются сложность его конструкции и большие габариты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источника све та, формирующую оптическую систему, зеркало, закрепленное на оси электропривода, кодовую маску и фотог приемный блок, выход которого через блок управления связан со входом электропривода . Недостатком этого устройства является низкая надежность- его работы, обусловленная возможностью сбоев счетчика блока управления при каждом быстро протекающем процессе реверсирования оси электропривода. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при сохранении высокой точности и скорости отклонения- светового пучка. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник света, формирующую оптическую систему, зеркало, закрепленное на оси электропривода, кодовую маску и фотоприемный блок, вьвсод которого через блок управления связан со вхояом электропривода, кодовая маска установлена между источником света и формирующей оптической системой и выполнена в виде многоразрядной оптической шкалы, разрядные штрихи которой расположены параллельно оси вра.щения зеркала, а перед фотоприемным блоком установлена щелевая диафрагма, размер щели которой не превышает размера изображения штриха младшего разряда в плоскости диафрагмы, при 3foM фотоприемный блок выполнен много разрядным в соответствии с числом раз рядов кодовой маски, и его фотоприемные поверхности расположены на одной линии, параллельной оси вращения зеркала. На чертеже представлена схема устройства. Схема устройства содержит, объектив 1, источник 2 света, оптический элемент 3 в виде зеркала, закрепленного на оси электропривода 4, фотоприемни ки 5, электрически связанные с элект роприводом через блокб управления, кодовую маску 7 и щелевую диафрагму 8. Устройство работает следующим образом. На входы блока б управления посту пает с фотоприемников 5 код обратной связи и от внешнего источника код требуемого положения управляемого светового пучка. В блоке 6 управления производится сравнение кодов обратной -связи и требуемого положения управляемого оветового пучка и форми рование сигнала управления электроприводом 4. Вал электропривода 4 начинает поворачиваться, а вместе с валом поворачивается оптический элемент 3, изменяя одновременно направление управляемого пучка и пучка све та обратной евязи,несущего изображение кодовой маски 7. Перемещение изображения кодовой- маски 7 через щель диафрагмы 8 приводит к срабатыванию тех фотоприемников 5, на которые проецируются световые (не затене ные) участки кодовой маски 7, т.е приводит к изменению кода обратной связи. При равенстве кода обратной связи и кода требуемого положения управляемого светового пучка в блоке 6 управления прекращается формирование сигнала управления электроприводом 4. Вал электропривода 4 останавливается, и управляемый световой пучок отлоняется в требуемом нап равлении. В качестве оптического эле мента 3 и электропривода 4 можно использовать э лектрооптическую призму, изменяющую направление управляемого светового пучка и пучка света обратной связи , несущего изображе&ие кодовой маски 7. В качестве источникасвета можно использовать лазер. Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность работы устройства при сохранении высо кой точности и скорости отклонения светового пучка. Повышение надежности в предлагаемом устройстве по срав нению с известным обусловлено тем, чт вместо оптической решетки примейя1ется изображение кодовой маски. Наличи в известном оптической решетки приводит к сбоям в работе счетчика при каждом быстропротекающем процессе реверсирования электропривода, т.е. имеет место ненадежный съем кода обратной связи. Использование в предлагаемом устройстве изображения кодовой маски обеспечивает съем параллельного кода обратной связи и исключает недостатки, присущие известному, сохраняя при этом положительные качества: точность и быстродействие. Возможность создания надежной цепи обратной связи без дополнительной механической нагрузки на электропривод позволяет использовать в качестве последнего быстродействующие магнитоэлектрические вибраторы, час-тота переключения которых может до- стигать 5000 Гц. Последующее увеличение частоты переключения ограничивается инерционностью фотоприемников. Использование в качестве источника света лазера позволяет создать в изображении кодовой маски неэатенненные штрихи размером около 10 мкм с необходимой яркостью, что обеспечивает получение точности отклонения светового пучка до 0,05%. Формула изобретения 1. Устройство для отклонения светового пучка, содержащее источник света, формирующую оптическую систему, зеркало, закрепленное на оси электропривода, кодовую маску и фотоприемный блок, выход которого через блок управления связан со входом электропривода, отличающееся тем, что, с целью повыяения быстро- действия и точности, кодовая маска установлена между источником света и формирующей оптической системой и выполнена в виде многоразрядной оптической шкалы, разрядные штрихи которой расположены параллельно оси враадения зеркала, а перед фотоприемным блоком установлена щелевая диафрагма, размер щели которой не превышает размера изображения штриха младшего разряда в плоскости диафрагмы . 2. Устройство поп.1,сэ т л и ч а ющ е е с я осем, что фотоприемный блок выполнен многоразрядным в соответствии с числом разрядов кодовой маски, при этом его фотопр: емные по-. верхности расположены на одной линии, параллельной оси вращения зеркала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США № 3521271, кл. 340-347, 1970. 2.Electro,-opt ica I system design 4, 1974, с.33-34.

fffTt f/feuf/feiff , uonevfafftf