Сканирующее устройство

Союз Советскик Социалистических Республик(51) М. Кл, С 011 306 осударотеенный комитет.Совета Министров СССРоа делам изобретенийи открытий(088.8) публико но 05,04.74. Бюллетень13 ата опубликования описания 12.09.74(72) Авторы изобретени В, П. Маринец, Б. В. Осыка и А. А. С ико-механический институт АН Украи в ой ССР(5 мо световоп поток,гающий элемент, рпо всей рабочей плоля. В известных сдля этого прнмсняеформирующая изобрвижного) отверстиятом же участке фотоНедостатки извсст О щие:а) линза с определенным фокусным расстоянием, поставленная па некотором расстоянии от разлагающего элемента, це может передать весь световой поток, прошедший чсрсз 5 разлагающий элемент, на свстопреобразователь, что снижает чувствительность сканирующего устройства в целом;б) формируемое собирающей линзой насветопреобразоватслс световое пятно пс зани- О мает всей плошади фотокатода, а распределение освсщснцостп в пределах пятна - неравномерное, что снижает дпцамцчсский диапазон сканирующего устройства по освещенности и не полностью устраняст паразитную 5 модуляцию выходного сигнала:в) в случае расположения линзы таким образом, чтобы она передавала весь световой поток на светопрсобразоватсль, световое пятно в процсссс сканирования засвечивает по- О следовательно участки фотокатода, что вызыИзобретение относится к технике сканирования и применяется в системах автоматического анализа светового поля с целью опреде.лсния распределения яркости по площади или поиска объектов с заданными параметрами.В известных оптико-механических сканирующих устройствах в качестве светопрсобразователя используются фотоэлектронные умножители (ФЭУ), обладающие высокой чувствительностью. Современные высокочувствительные ФЗУ имеют большие площади фото- катодов, Например, один из наиболее чувствительных и стабильных фотоэлектронных умцожителем типа ФЭУ 52 имеет рабочий диаметр фотокатода 60 мм. Таким фотокатодам свойственна большая неравномерность чувствительности по площади.При попадании светового потока в процессе сканирования на участки фотокатода с разной чувствительностью появляется паразитпая модуляция сигнала, снимаемого с выхода ФЭУ. Для систем автоматического анализа светового поля необходимо устранение этой паразитной модуляции, что связано с усложнением устройств обработки электрического сигнала и снижением чувствительности всей автоматической системы анализа в целом.С целью ивыходного э сключения паразитной модуляции лектрического сигнала необходипрошедший через разлааспределить равномерно щади светопреобразоватсанирующих устройствах тся линза (коллектив), ажение входного (неподобьектива на одном и атода ФЭУ.ного устройства следую50 55 60 вает паразитную модуляцию выходного сигнала.С целью устранения указанных недостатков в предложенном оптико-механическом сканирующем устройстве вместо линзы-коллектива применяется световод специальной конструкции. Этот световод представляет собой оптическую деталь цилиндрической или конической формы с полированными поверхностями, Диаметр переднего торца световода соответ- сгвуе Г диаметру анализируемого изображения и располагаегся непосредственно за разлагающим элементом, Диаметр заднего торца светоиода соответствует рабочему диаметру фотокатода светопреобразователя и притирается к его поверхности.Передача всего светового потока, прошедшего через разлагающий элемент, на светопрсобразователь достигается за счет максимального приближения передного торца све товода к разлагающему элементу, полного внутренне; о отражения лучей, попада.ощих изнутри на полированную боковую поверхность световода, и притирки заднего торца световода к плоскости светопреобразователя,1-1 а фиг. 1 показан световод предложенного сканирующего устройства: а - продольное сечение; б - узел 1 и ход лучей; в, г - ячейки переднего торца световода в плане и изометрии; па фиг. 2 - схема сканирующего устройства.С целью равномерного распределения всего светового потока, входящего в световод от любой точки анализирующего изображения, по всей рабочей поверхности фотокатода свето- преобразователя передний торец световода вьп.олнсн в виде равномерно и плотно прижатых друг к другу ячеек с конусными поверхностями, обращенными вершинами в тело световода. Максимальный размер основания я:ейки в плоскости торца световода соответствует размеру разлагающего элемента Л 5, а угол при вершине конуса р выбран исходя из условий максимального прохождения светового потока внутрь световода, Для естественного света этот угол определяется по законам отражения и для нормально падающего луча составляет примерно 60". При этом 907 о светового потока, падающего на поверхность ячейки (фиг. 1, б), преломляется в тело световода и направляется на его полированную боковую поверхность, отразившись от которой, засвечивает сотокатод. 10% отраженного от поверхности ячейки потока нормально падает на ее противоположную сторону и проходит в тело световода, также засвечивая фотокатод. Минимальная длина световода определяется обязательным одноразовым преломлением любого луча от боковой поверхности световода.Для максимальной передачи падающего световода потока в тело световода ячейки на переднем торце световода расположены так (фиг. 1, в, г), что линии пересечения конусных 5 10 15 20 25 30 35 40 поверхностей смежных ячеек образуют в плане равносторонние шестиугольники. При этом световой луч, падающий в любую точку переднего торца, всегда попадает на одну или несколько ячеек под углом б 0 к их поверхностям, Благодаря конусной форме ячеек преломленный луч распределяется во все стороны на образующую световода, создавая в дальнейшем равномерную засветку всей рабочей площади, светопреобразователя, независимо от места засветки входного торца,Оптико-механическое сканирующее устрои ство (см. фиг. 2) содержит экран 1, объектив 2, разлагающий элемент 3, световод 4, свето. преобразователь 5.Объектив 2 формирует изображение анализирующего поля в плоскости разложения, Разлагающий элемент 3 с определенной апертурой площадью Л 5 сканирует это изображение; световой поток, прошедший через разлагающииэлемент, равномерно распределяется световодом по всей рабочей площади светопреобразователяРасчеты показывают, что световод описанной конструкции пропускает 95% падающего на его передний торец светового потока при равномерной засветке всего выходного торца, Применение этого световода позволяет использовать в оптико-механическом сканирующем устройстве в качестве светопреобразователя современные высокочувствительные фотоэлектронные умножители с большими рабочими площадями фотокатодов и неравномерной чувствительностью по их площади. При этом за счет максимальной передачи падающего светового потока полностью используется ьысокая чувствительность применяемого светопреобразователя, а за счет равномерной засветки всей рабочей площади фотокатода в любой момент сканирования одновременно устраняется паразитная модуляция выходного сигнала и расширяется динамический диапазон работы устройства по освещенности. Предмет изобретения Сканирующее устройство, состоящее из объектива, разлагающего элемента и светопреобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствитсльности при одновременном устранении паразитной модуляции выходного сигнала, между разлагающим элементом и светопреобразователем установлен световод, передний торец которого, расположен непосредственно за разлагающим элементом по ходу светового луча и выполнен в виде равномерно распределенных но всей его поверхности одинаковых конусных ячеек, прилегающих друг к другу так, что линии пересечения конусных поверхностей образуют в плане равносторонние шестиугольники, причем вершины конусов обращены в тело свето- вода, а задний торец притерт к плоскости светопреобразователя,422977 г 1 тавитель В. Зверехред Т. Курилко корректор Л. Царько Изд.709 осударствеиног по делам изо Москва, Ж