Оптическое сканирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК G02B26/10 

(5) ОПТИЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оптическим устройствам для сканирования светового луча и может быть использовано в технике оптических измерений. Известно сканирующее устройство, которое содержит два оптических элемё та, расположенных вдоль оси светового пучка, перемещающих изббражение. Оптические элементы выполнены в виде плоскопараллельных пластин, расположенных под углом к оси светового пучКЗ 1. Недостатком этого устройства является малый диапазон сканирования и сильное влияние неоднородности примен емых оптических элементов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скани рующее устройство, содержащее входное зеркало, механизм его поворота и выходной оптический элемент 2. Недостатком известного устройства является небольшой диапазон сканирования луча, увеличение которого связа но с ростом габаритов оптических элементов, и, как следствие, возрастание влияния погрешностей изготовления этих элементов на характеристики выходного луча. Цель изобретения - расширение диапазона сканирования. Поставленная цель достигается тем, что оптическое сканирующее устройство снабжено ползуном и направляющей в форме окружности, а выходной оптический элемент выполнен в виде плоского зеркала и жестко закреплен на ползуне, установленном в направляющей и кинематически связанном с механизмом поворота входного зеркала, отражающая поверхность которого расположена под углом к плоскости, перпендикулярной его оси поворота, при этом точка пересечения отражающей поверхности зеркала с осью его вращения размещена на середине радиуса окружности направляющей . Кроме того, направляющая может быть выполнена в форме параболы. На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг.2 устройство, вид А. Устройство содержит входное 1 и вы ходное 2 зеркала, размещенные соответственно на подвижных платфс эмах 3 и 1 приводимых а движение двигате лем 5, например РД-09. Платформа выходного зеркала имеет ползун 6, кото рый движется по направляющей 7 без проворота в ней при помощи водила 8. В примере реализации направляющая выполнена в виде паза в корпусе 9 в форме части окружности или параболы. Зеркало 1 располагается ниже плос кости сканированияi чтобы исключить мертвую зону, а его ось вращения совпадает с напраапением входного луча. Отражающая поверхность входног зеркала расположена под углом к оси его поворота. Угол наклона зависит от величины смещения его под плоскос сканирования. Центр вращения платфор мы 3 расположен на расстоянии от направляющей, равном половине ее радиуса кривизны. Платформа кинематически связана с платформой 3 водилом, что обеспечивает перемещением обоих платформ с одинаковой угловой скоростью. Устройство работает следующим об.разом. С помощью двигателя 5 приводится во вращение платформа 3 с зеркалом 1 а также посредством водила 8 и ползу 6 - платформа k. Зеркало 1, поворачи ваясь вокруг вертикальной оси платфо МЫ, вдоль которой на него падает све товой луч, обеспечивает его угловое перемещение (ход луча в устройстве на схеме показан стрелками). Луч, отразившийся от зеркала 1, попадает на зеркало 2, отражающая поверхность которого параллельна касательной к направляющей на любом ее участке. Луч, отраженный от выходного зеркала перемещается параллельно самому себе за счет того, что зеркало 1 находитс на расстоянии от направляющей, равно половине ее радиуса кривизны, т.е. в фокусе. Так как при повороте зерка ла 2 оно описывает, кривую (по форме направляющей), совпадающую по форме с сечением вогнутого зеркала с фокусом в точке пересечения отражающей поверхности входного зеркала и его осью вращения, то отраженный от зеркаа 2 луч параллелен оси , проходящей через фокус и центр кривизны направляющей. Выполнение направляющей в Форме параболы или окружности позволяет увеличить параллельность перемеи1,ения выходного пучка, особенно при больших диапазонах сканирования. Разработанный макет устройства обеспечивает перемещение луча в пределах 0-250 мм с частотой 1-3 Гц при размерах входного и выходного зеркала - 10-15 мм. В то же время в известных устройствах, например фототелеграфных аппаратах типа ТФА-П, размер выходного зеркала составляет 220 мм, что приводит к сильному влиянию неоднородности его отражающих свойств, связанных с технологией изготовления или загрязнением в процессе эксппуатации. Предлагаемое устройство позволяет использовать зеркала малых размеров, следовательно, более однородные по отражающим свойствам, т.е. при увеличении диапазона сканирования уменьшить влияние неоднородности оптических свойств применяемых зеркал. Увеличение диапазона сканирования обеспечивается перемещением в больших пределах последнего практически до размера сечения луча. Это преимущество особенно существенно при создании устройств с диапазоном перемещения луча 500 мм и более, например при анализе оптических свойств газовых . Формула изобретения 1. Оптическое сканирующее устройство, содержащее входное зеркало, механизм его поворота и выходной оптический элемент, от л и чающее с я тем, что, с целью увеличения угла сканирования , оно снабжено ползуном и направляющей в форме окружности, а выходной оптический элемент выполнен в виде плоского зеркала и жестко закреплен на ползуне, установленном в направляющей и кинематически связанном с механизмом поворота входного зеркала, отражающая поверхность которого расположена под углом k плоскости, перпендикулярной его оси поворота, при этом точка пересечения отражаклцей поверхности зеркала с осью

его вращения размещена на середине радиуса окружности направляющей.

8838416

Источники информации , принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N Э2В57, кл. G 02 В 17/00, 16.01.7. 5 2. Патент США № 123135,кл.350-6.8, опублик. 31.10.78 (прототип).