Сканирующая система

А НИ Союз Советских Социалистических Реотублии(31) 537639 301224 иарствеииый ко СССР делам изобрет и открытийй ь 9 Бюллете публикова ата опубл о 05037кования писайия 05.0379 Иностранец зри К.Старквизе) Автор изобретени Иностранная фирмаКсерокс Корпорейшн(США) явител Я СИСТ 54) СКАНИ области и к ска" быть ис- носите- фототеэ обрае системы содержааэ вертыв ав ни Изобретение относится к Ьриборостроени я, в щастност нирукщим системам, и может пользовано для сканирования лей информации, например в леграфии, или какого-либо и жения.Известны сканирующидля записи информации, щие источник излучения и рщую систему (1).Известна также сканирующая система, содержащая последовательно расположенные источник излучения в виде лазера, модулятор, узел развертки, состоящий иэ зеркального барабана и зеркала, устаиоВ- ленного с воэможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси вращения зеркального барабана, и неподвижный линзовый объектив, рас положенный между зеркалом и плоскостью иэображения 21 .Недостаток этой системы заключается в наличии кривизны поля изображения при сканировании.Целью изобретения является испр ление кривизны поля изображе я Эта цель достигается тем, чтоось вращения зеркала установленана коромысле, снабженном роликом,перемещающимся по кулачку, и соединена с толкателем, сообщающимкороьеислу:поступательное.перемещение относительно кулачка.Яа фиг. 1 показана принципиальная оптическая схема сканирующейсистемы; на фиг. 2 - оптическаясхема системх, вид сбоку; на фиг.З -схема хода лучей в системе.Сканирующая система (фиг,1) содержит лазер 1, модулятор 2, формирующую оптическую систему, состоящую из линз 3 -6, многогранное разветывающее устройство в виде зеркального барабана 7 с гранями 8, отклоняющее зеркало 9, сканирующее зеркало 10, микрообъектив 11 и носитель информации 12, расположенныйв плоскости иэображения микрообъектива 11, за которым может быть уста"новлен фотоумножитель 13 с объективом 14,Лазер генерирует коллимированвыйлуч, который проходит через оптоакусгический модулятор 2, цилиндрическуюлинзу 3 и сферическую, формирующуюиэображение, линзу 4 на вращающеесямногогранное развертывающее устройство 7, которое имеет множество отра-,жающих граней 8, Луч отражается отграней "и проходйт" через другую цилиндрическую линзу 5, которая используется для корректировки из-эа кача,ний многоугольника, полевую линзуб (коллектив) к зеркалу 9, котороенаправляет луч на сканирующее зеркало 10, где луч отражается от него,чтобы пройти через микрообъектив 11на неподвижйый носитель 12, который 10может быть илй носителем для записиили документом с изображением на нем,Носитель 12 лежит в плоскости, перпендикулярной оси объектива 11.Зеркало 10 имеет прикрепленное кней коромысло 15, которое снабженороликом 16, прикрепленным к ее свободному концу. Пара цилиндрических,цапф 17 прикреплена к коромыслу 15и выступает в поперечном направлении с каждой стороны коромысла. Линейный двигатель 18 имеет толкатель 19, который раэветвлен на егосвободном конце, чтобы образоватьпару пространственно Разделенных 25ножек 20, которые не совпадают с вертикальной осью коромысла 15. Каждаяножка 20 имеет отверстие, в котороевходит соответствующая цапфа 17,чтобы обеспечить поворотное соединение между зеркалом 10 и толкателем19. Линейный двигателЬ представляетсобой обычно используемый и имеющийся в" продаже двигатель, который работает в соответствии с величинойприложенного к нему напряжения, причем ход толкателя 19 осущеетвляется-э 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 наклонной плоскостью 21 с помощью пружины22, которая прикреплена у одного конца к коромыслу 15, а другим концомк толкателю 19, которая работает в .состоянии натяжения, чтобы заставлять зеркало 10 поворачиваться внаправлении, протйвоположном часовой стрелке, вокруг цапф 17, Наклонная плоскость 21 имеет плоскую илилинейную кулачковую поверхность.Угол зеркала должен изменяться,чтобы изменять угол отклонения, чтобы постоянно направлять луч черезобъектив 11, Чтобы осуществить это,цапфы 17 перемещаются линейно толкателем 19 под расходящимся угломотносительно наклонной плоскости 21,приводя к тому, что зеркало 10 поворачивается относительно цапф ив результате этого изменяется уголплоскости зеркала 10, тогда как зеркало линейно движется вдоль его ходасканирования. Цилиндрическая линза 3 имеет главную плоскость, 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 многогранника. 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 примернодвум граням. Линза 3 и создающаяизображение линза 4 действуют совместно, чтобы сфокусировать луч в тангенциальной:плоскости, а формирующая изображение линза 4 и линза 5действуют совместно, чтобы фокусировать луч в сагиттальной плоскости,Микроабъектив 11 расположен так,что его плоскость предмета совпадает с плоскостью изображения 23 между линзами 5 и б (Фиг. 2), а егоплоскость изображения совпадает сплоскостью носителя 12. Луч изображается на носителе 12, имея размероколо одной десятой его нормальногоразмера,Многогранное развертывающее устройство 7 сканирует луч по носителю 12 в направлении Х, котороеперпендикулярно оси вращения мно-гоугольника, и сканирующее эерка"ло 10 сканирует луч по носителю 12в направлении фУ, которое перпендикулярно направлению фХ. Вэтом случае, где носитель.12 является носителем для записи, буквенно"цифровое, изображение на немполучают с помощью лазера путеммодулирования луча в соответствующий момент, когда луч развертывается по носителю 12, Приблизительно20-32 линии сканирования приходится на строку текста. В случае, гденосителем 12 является пленка сизображением на ней, которое должнобыть считано путем сканированиялуча, модулятор 2 должен управляться таким образом, чтобы немодулированный луч был направлен на пленку и за носителем расположен фотоумножитель 1 3, чтобы обнаруживать изменение в интенсивности луча, когда луч развертывается поносителю 12. Фотоумножитель 13преобразует изменения в интенсивностилуча в электрйческие сигналы, которые отображают информацию иэображения 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 эерка651729 3+9+ЧфФ(9) При расчете система выбирают расстояния О , 2 и аксиальное расстояние между носителем 12 и объективом 11, Также знают высоту носи теля 12. Поскольку известны расстояния 11, 128 и 12 з , 12 е, то можнорассчитать максимальный полевойугол 9 . При этом остается неизвестнымтолько угол Ч, который находитсяиз уравнения (14).Признавая, что этоуравнение идеально только для одного ряда величин Э, Х, К и угла Чпри даниом угле 9 и что та же группа величин должна оставаться постоянной в течение сканирования,где угол 9 изменяется, нужно вычислить разность между идеальным сопряжением при данном угле 9 и действи"тельное сопряжение при том же угле9 . Например, при любом угле 9 сопря жение вычисляется с помощью уравне"ния Х. (2)ВечУ= В 4 ч (З)В ф РСОЬУ (4)+ а (Ы) 1 65 где 1 - длина фокуса объектива 11.ло находится в исходном положении,луч отражается от зеркала 10 вдольтраектории, которая находится на.оси объектива 11, и перпендикуляренплоскости носителя 12, В конце сканирования луч отражается от зерка-.ла 10 по траектории, которая находится вне оси объектива 11 и подуглом относительно плоскости носителя 12, таким образом увеличиваярасстояние пути луча между объекти-:,вом 11 и плоскостью носителя 12от начала до конца сканирования.Чтобы сохранить луч сфокусирбваниымна носителе 12, оптическое расстояние между объективом 11 и его плоскостью предмета должно быть увеличено пропорционально увеличениюоптического расстояния между объек"тивом и носителем 12, Это может бытьпредставлено графически с помощьюразвертки луча в начале й концесканирования и образованием треугольников 23 э, 11, 23 е и 12 э, 11, 12 е,покаэаннйх на фиг. 3.Чтобы определить ход зеркала иугол относительно носителя для записи, при котором геометрическое местопересечения луча и зеркала должно .перемЕщаться, должны быть вычисленыследующие величины,расстояние от плоскости 23предмета объектива 11 до зеркала10 в начале сканирования;Б - расстояние при нахождении лучана оси от зеркала 10 в начале сканирования до объектива 11;Ч " расстояние при нахождении луча вне оси от зеркала 10 при окончании сканирования объектива 11В - составлякщая, параллельнаяносителю 12, соответствующая расстоянию У;Х - составляющая, перпендикулярная носителю 12, соответствующаярасстоянию У;И - полное расстояние при нахож"денни луча вне оси от плоскости 23предмета до объектива 11 в концесканирования;2 - расстояние хода геометричес-.кого места пересечения луча и зеркала .10 от начала до конца скаииро"ванияфУ - составляющая ходаперпендикулярная носителю 12;Э - угол поля зрения объектива 11;Ч - угол относительно носителятраектории места пересечения лучасо сканирующим зеркалом от началадо конца сканирования,"Пусть К:3+1ХФУ(1) Подставляя значение В в уравнение (2) 2 СОЕЧедерешая уравнение (1) относительно5 Х Х - у = Х и заменяя У 2-ВФ,ЧХ (6) уподставляя В в уравнение (6)2-Э СовЧ=к (7),10 используя уравнение (5), заменяяХ, как опредЕлено в уравнении (7),и решая его относительно65 Решаем уравнение (15) в отношении И .Ч= ф Р 6).Пусть И и И 1 являются расстояниями идеального сопряжения.Пусть Исс.и ИЫ, являются расстояниями действительного сопряжения. Подставляя И; и И,1 для И и И " сбответственйо в уравнение (16), имеем-Соответственно в уравнение (16), имеем 1729 вяое расхождение на одной стороне плоскости иэображения;(И -Иа) - абсолютное максимальное1 2расхождение на противоположной стороне этой плоскости изображения.Если уравнение (19) не будет 5 приемлемо (соблюдаться) при первойвыборке постоянных (, 7, К и максимальном угле 9, тогда некоторыеиз величин должны быть изменены, пока уравнение (19) не будет удовлетво реноЧтобы зеркало 10 отражало луч через,центр объектива 11 в конце ска-нирования, плоскость зеркала должнаповорачиваться внаправлении противчасовой стрелки на уголь .Для того,чтобы скомпенсировать это,угол междунаклонной плоскостью и носителем 12уменьшают относительно угланаопределенную величину в зависимостиот длины поворотного коромысла 15и величины угла 9 .(ДГФ) в плоскости изображения дляобъектива определяется какдгф ж(л)(кИ,где Л - длйна волны освещения;1/ - бтносительное отверстиеобъектива 11.Разность И 4-Исс вычисляется для ряда углов В от начала до конца сканирования. Абсолютная сумма максимального изменения наилучшего фбкуса накаждой стороне плоскости изображе-"нияя, определенная с помощью Ф 1 - РоСдля этих углов должна быть равнаили меньше, чем глубина фокусиров-ки для того, чтобы луч оставалсяв фокусе на йосителе 12 йа всем"прбтяжении сканирования. Другими словами,(а;.ю,)(е;-%,)ДГфгде (И -Иы) " абсолютное максимальФормула изобретения Сканирующая система, содержащаяпоследовательно расположенные источник излучения в виде лазера, модулятор, узел развертки, состоящийиэ зеркального барабана и зеркала,ЗО установленного,с возможностью поворота вокругоси,: перпендикулярнойоСи Вращения зеркальйого барабана,и неподвижныйлинзовый объектив,расположенный между зеркалом и35 плоскостью изображения, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюисправления крнвизны поля изобра)кения, ось вращения зеркала установлена на коромысле, снабженном роли 4 О ком, перемещающимся по кулачку, исоединена -с толкателем, сообщающим"коромыслу"поступательное перемеще"ние относительно кулачка.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 2017848,кл . 3 02 В 27/17, 30 .10 . 1975 .2, Патент США 9 3894182,кл. 178-7.6, 1975.651729 совКощектор Л,В селовская 303тВтт вттФил тент, г.ужгород, ул.Проектная,ПП Составитель В,БелоТехРед О,АндрейкоЗ Мш юю жТираж 587ИИПИ Государственногопо делам изобретенийосква ЖРаушская,А. 3. едактор О Филиппова ЕЖаРвв атв Закаэ 881/59 Подписноеомитета ССоткрытийнаб. д.4/фА