Оптическое сканирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) С 02 В 27/17 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ СВ ВТОРСК(56) 1. Мир основы опти Л., "Машино шников М.М, о-электроннь троение" 19 еоретические прибор7, с. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 2. Авторское свидетельство СССР У 377974, кл. Н 04 И 3/02, 1973. (54)(57) ОПТИЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УС РОЙСТВО, содержащее два оптических элемента, установленных последовательно в пучке излучения с возможностью встречного вращения во взаимно параллельных плоскостях, один из которых выполнен в виде оптических клиньев, одинаково ориентированных к оси вращения этого элемента, параллельной оси пучка излучения, о т л и ч а ю щ ее с я, тем, что, с целью расширения информационных возможностей устройства без его усложнения, второй.оптический элемент выполнен призменным и установлен с возможностью вращения вокруг оси пучка излучения с угловой скоростью, в четыре раза меньшей угловой скорости первого оптического зле- Е мента.Такое техническое решение приводит к увеличению осевых габаритов и усложнению конструкции прибора в целом. 35 Кроме того, полному отклонению пучка в одной плоскости соответствует в устройстве полоборотаоптических элементов, а в течеиие второй половины оборота пучок возвращаетв исходное положение.Это увеличивает вдвое время обзора информационного поля и, как следствие, неоправданно . снижает быстродействие системы в целом. Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяоптическое сканирующее устройство,содержащее два оптических элемента,установленных последовательно в пуч"ке излучения с возможностью встреч" 55ного вращения во взаимно параллель"ных плоскостях, один из которых вы-,полнен в виде оптических клиньев,Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частностик устройствам для управления положением пучка оптИческого излучения, иможет быть использовано в системах 5автоматизированного анализа информационных полей.Известно сканирующее устройство,содержащее два одинаковых оптическихэлемента, например оптические клиньяОустановленные последовательно на осипучка излучения с возможностью встречного вращения вокруг нее с одинаковымиугловыми скоростями 1,Это устройство обеспечивает сканирование пучка излучения в одной плоскости, ориентации которой определяются начальным положением оптическихэлементов, т,е. позволяет анализировать информационное поле лишь в одном 20направлений, что, как правило, недостаточно.В случае необходимости осуществить построчную развертку изображения или обзор информационного поля 25последовательно в двух и более направлениях узел сканирования выпол-няется в виде последовательно расположенных на оси пучка соответственно двух или более устройств, поверну"0тых в начальном положении по отношениюдруг к другу вокруг оси пучка и имеющихавтономные исполнительные приводы,одинаково ориентированных к оси вращения этого элемента, параллельной оси пучка излучения23.Это устройство обеспечивает сканирование пучка в одной плоскости, дважды за один оборот оптических элементов плавно отклоняя его в одном и том же направлении, причем возврат пучка в исходное положение происходит практически мгновенно, скачком, в момент одновременного пересечения пучка границы раздела клиньев оптических элементов, которые имеют ось вращения, параллельную оси входящего в у"тройство пучка и отстоящую от нее на расстояние, большее полонины его диаметра.Однако информационные воэможности его остаются минимальными. Поэтому осуществление сканирования малым мгновенным полем поочередно в двух и более направлениях при анализе информационного поля требует применения нескольких устройств, расположенных последовательно вдоль оси пучка, и сложного исполнительного привода, что необосновано усложняет конструкцию и кинематику сканирующего устройства.Целью изобретения является расширение Информационных воэможностей сканирующего устройства без усложнения кинематики устройства. Указанная цель достигается тем, что в оптическом сканирующем устройстве, содержащем два оптических элемента, установленных последовательно в пучке излучения с возможностью встречного вращения во взаимно параллельных плоскостях, один из которых выполнен в виде оптических клиньев, одинаково ориентированных к оси вращения этого элемента, параллельной оси пучка излучения, второй оптический элемент выполнен призмеМ" иым и установлен с возможностью вращения вокРуг оси пучка излучения с угловой скоростью, в четыре раза меньшей угловой скорости первого оптического элемента.На фиг. 1 представлена принципиальная оптическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - перемещение изображения центра информационного поля в оптически сопряженной ссним плоскости анализа; на фиг. 3- примеры вьйолнения оптического элемента.При повороте призмы Дове 1 наугол ф, изобра.кение информационногополя в плоскости анализа, смещенноев начальный момент клином 3 диска 2йповорачивается на угол 2 вокруг Более технологической является форма оптического элемента 2 в виде блока, т.е. двух клиньев, обращен"3 1107094 4Оптическое сканирующее устройство точки б вследствие чего проекция(фиг. 1) обеспечивает сканирование системы координат ХОУ информационноЪ, Ъ/информационного поля поочередно в го поля заняла бы положение ХОч фУ 1двух взаимно перпендикулярных плоскос- (фиг. 2 б, в), а так как при этомтях. Оно состоит из призмы.Дове 1 и 5 диск 2 поворачивается на угол о( = 4,прозрачного диска 2, установленных изображение центра. 0 информационноговдоль оптичеСкой оси Е системы линз поля перемещается под действием клип(не показаны), осуществляющей опти- на 3 из положения О, по дуге окружческий перенос изображения из плос- кости с центром в точке 0и заЪ /б Якости исследуемого информационного 1 О нимает положение 0 на оси Г ао зполя (с центром в точке 0) в сопря- проекция системы кооодинат ХОУ эани"ъ,л(7женную плоскость анализа, Призма мает положение Х 1,01 Уч.Дове 1 установлена с возможностью. Таким образом, в диапазоне угловвращения вокруг оптической оси 2, поворота призмы Дове 1 и диска 2, соа диск 2, состоящий из двух одинако ответствующем развертке изображениявых оптических клиньев 3 и 4, обра- клином 3, т.е. при 0 6 Ч-Л(.шенных основаниями в противоположные и 0 4 х. 6сканирование происходитстороны - вокруг оси 5, параллельной вдоль оси У от точки 0 вверх наоптической оси Е, величину 2 К,Устройство работает следующим об Значение угла д.= Х (фиг. 2 в, г)разом. является в рассматриваемом примереВ исходном положении оптических выполнения устройства предельнымэлементов 1 и 2 устройства (фиг,1)для сканирования в одну сторону, такпучок излучения от точки 0 информа- как соответствует началу работы клиционного поля, входящий в устройство 25 на 4 диска 2, который, как и клин 3,вдоль оси 2, отклоняется диском 2 в начальный момент отклоняет изобрав сторону основания оптического кли- жение центра 0 информационного поляна 3 и затем фокусируется линзой в положение Оо ,(фиг. 2 г) Однако(н показана) в точке О плоскостие вследствие уже имеющегося поворотаанализа, отстоящей от следа оптичес пРизмы 1 на угол г = /Ф (что соотч /1кои оси 7 (точки 0) на расстоянии К, ветствует повороту изображения инопределяемом преломляющими сВойствами формационного поля на угол 1) п и,4, приклина 3 и оптической силой фокусиру- дальнейшем вращении призмы 1 и дисющей линзы, причем проекция системы ка 2 в диапазоне углов , ( р Й 1 дк ординат ХОУ инФормационного поля З 5 и 7 ( о- ь 2 Л , соответственно сканиэанимает в плоскости анализа положе- рование произойдет вдоль оси Х отоние Х,О, У, т.е, в начальный момент О влево (фиг. 2 д).изображение информационного поля При 2Ч - /с 1и 2310 63(в плоскости анализа смещено с опти-получим соответственно сканированиеР40 вдоль оси У, вниз от точки бо, а приЭто иллюстрируется также фиг. 2 а, 3/42-(т и ЗХ -о 4 вправогдеХ ОУ иХ 0о о0- частные на- вдоль оси Х,. Таким образом, полномучальные положения проекции в плоскость периоду сканирования поля по двуманализа системы коо ин ординат ХОУ, получа- координатам соответствуют полобороемые в начальный момент работы уст" 45 та пРизмы Дове 1 и два оборота дискаройства после призмы Дове 1 или клй во встрес ечном направлении.на 3 диска 2 соответственно, а Вместо призмы Дове 1 й.Х ОУ - итв устро стве- итоговое начальное положе- можно применять призмы Пехана, Аббе,ние проекции координат ХОУ информа- призму-куб-к , а также соответствующиеционного поля, Круговыми стрелками на призмы с крьпде"50 с крьпдеи, которые, как и призфиг. 2 а показано направление враще- ове, о ладают свойством поворачиние из исходного положения призмы вать изображе и .жение. с угловой скоростью,Дове (1) и диска 2 (с), вдвое большей скорости собственноговращения, не вызывая при этом егопоперечного смешения.вание последовательно в Н наклонных по отношению друг к другу плоскостя Оптическое сканирующее устройство в отличие от базового объекта, обеспечивающего. сканирование вдоль одной строки со скачкообразным возвратом в исходное положение, позволяет без усложнения кинематически устройства, а только за счет изменения конструкции одного из регулярно вращаемых вокруг неподвижных осей оптических элементов осуществить циклическое прямолинейное сканирование информационного поля без обратного хода луча последовательно в нескольких наперед заданных направлениях. Благодаря этому существенно расширяются информационные возможности устройства сканировайия и область его применения, а также создаются условия для уменьшения мгновенного поля прибора в целом, что положительно сказывается на использовании энергетйческих возможностей приемно-передающей оптико- электронной аппаратуры автоматизированных информационных систем и на их точности.г 3 1107094ных друг к другу основаниями (фиг.За)В этом случае сканирование информационного поля будет происходить последовательно". влево, вниз, вправо,вверх. 5Практический интерес представляеттакже конструкция в виде биклина,несимметричного по отношению к собственной оси вращения (фиг. Зб), у которого рабочие углы поворота одинаково преломляющих в частности, имеющих одинаковые преломляющие углы 6 )клиньев различны. В этом случае амЪ (плитуда сканирования вдоль осей Хои У будет различной. 5Возможно также изготовление оптического элемента 2 в виде двух клинь-ев, обращенных друг к другу вершинами (фиг. Зв).Показанные на фиг. 1 и 3 варианты 20выполнения оптического элемента 2обеспечивают в составе оптическогосканирующего устройства сканированиепоочередно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Увеличив число 25клиновых участков оптического элемента 2, например, выполнив его в видеН-гранной пирамиды, получим сканиро1107094 Составитель В. Дратрушева ТехредЛ. Микеш едакторюмм ПодписиССР 5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород Проектная ФТираж 497сударственногом иэобретенийква, Ж, Рауш каэ 5755/33 ВНИИПИ Го по дела 113035, Мосомитет открыт кая иа КоРректор Е, Сирохман