Устройство сканирования

Устройство сканирования

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в лазерных записывающих устройствах. Цель изобретения - повышение точности развертки. На валу синхронного двигателя 13 размещено основание 14, на котором ребром установлен со смещением относительно оси вращения уголковый отражатель 6. Световой пучок источника 1 оптического излучения направляется объективом 2 и светоделителем на объектив 4, который преобразует его в сходящийся пучок, фокусируемый вблизи зеркальной поверхности кольцевого зеркала 5. Отраженный зеркалом 5 и прошедший через отражатель 6 пучок фокусируется объективом 7 на выходной плоскости 8. Вращением основания 14 с отражателем 6 компенсируют возникающую при работе качающегося зеркала 9 расфокусировку. Последовательно соединенные блок 10 управления зеркалом 9, формирователь 11 опорного сигнала, блок 12 управления приводом подфокусирующего элемента, подключенный к двигателю 13, обеспечивают вращение основания 14 синхронно и синфазно с действием зеркала 9. 4 ил.

Изобретение относится к оптике, в частности к сканирующим оптико-механическим устройствам, и предназначено для использования, например, в лазерных записывающих устройствах. Цель изобретения - повышение точности развертки. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема, поясняющая принцип работы подфокусирующего элемента; на фиг. 3 - структурная схема формирователя опорного сигнала; на фиг. 4 - циклограммы сигналов, описывающих работу соответствующих узлов устройства (а - временной ход сигнала с выхода формирователя опорного сигнала; б - временной ход изменения угла сканирования качающегося зеркала; в - временной ход расфокусировки; г - временной ход сигналов с датчика оборотов бока управления привода подфокусирующего элемента; д - временной ход значений подфокусирующей функции). Устройство содержит источник оптического излучения 1, проекционную оптическую систему, состоящую из последовательно размещенных на оптической оси объектива 2, в фокусе которого установлен источник оптического излучения 1, светоделителя 3, объектива 4, формирующего плоскость промежуточной фокусировки, кольцевого зеркала 5, уголкового отражателя 6 и объектива 7, обеспечивающего фокусировку светового пучка на выходную плоскость (плоскость фокусировки) 8, качающееся зеркало 9 с блоком 10 управления зеркалом, содержащим программно-временное устройство, которое через формирователь 11 опорного сигнала соединяется с блоком 12 управления приводом подфокусирующего элемента, синхронный двигатель 13, входом соединенный с блоком 12, на валу которого установлено вращающееся основание 14, на котором размещен уголковый отражатель 6. Плоскость фокусировки размещена между источником оптического излучения 1 и качающимся зеркалом 9. Уголковый отражатель 6 размещен на основании 14 со смещением вершины относительно оси вращения основания 14 на величину h, а ось вращения основания 14 составляет угол с оптической осью проекционной системы. Значения h и выбираются из соотношения ^макс = 8h² sin , где ^макс - максимальная величина расфокусировки, которую требуется компенсировать, а - линейное увеличение части проекционной оптической системы от плоскости промежуточной фокусировки до выходной плоскости 8 проекционной оптической системы. Оптическая ось после уголкового отражателя 6 попадает на зеркальную поверхность кольцевого зеркала 5, расположенную перпендикулярно оптической оси вблизи плоскости промежуточной фокусировки. Двигатель 13 обеспечивает один оборот вращающегося основания 14 за время изменения угла сканирования от минимального значения до максимального. Устройство работает следующим образом. Световой пучок, изучаемый источником оптического излучения 1, коллимируется объективом 2, светоделителем 3 направляется на объектив 4, преобразуется им в сходящийся и через центральное отверстие кольцевого зеркала 5 и уголковый отражатель 6 фокусируется вблизи зеркальной поверхности кольцевого зеркала 5. Отраженный кольцевым зеркалом 5 световой пучок проходит уголковый отражатель 6, отверстие кольцевого зеркала 5 и объектив 4, пропускается светоделителем 3 в прямом направлении и фокусируется объективом 7 на выходной плоскости 8. Компенсация возникающей при работе качающегося зеркала 9 расфокусировки (см. фиг. 1) в устройстве осуществляется за счет вращения основания 14 с установленным на нем уголковым отражателем 6. В результате того, что ось вращения основания 14 (см. фиг. 2) наклонена относительно оптической оси на угол , а вершина уголкового отражателя 6 смещена относительно оси вращения на величину h, при повороте основания 14 на 180^о вершина уголкового отражателя 6 смещается в направлении оптической оси. Для компенсации расфокусировки в устройстве необходимо, чтобы выполнялось следующее соответствие: при изменении угла от -^макс до +^макс вращающееся основание 14 с уголковым отражателем 6 должно совершить поворот от -180^о до +180^о. Для выполнения указанного соответствия вращение основания 14 должно происходить синхронно и синфазно с действием качающегося зеркала 9. Это условие в устройстве обеспечивается следующим образом. Последовательность счетных импульсов программно-временного устройства блока 10 управления зеркалом преобразуется в формирователе 11 опорного сигнала в последовательность импульсов, соответствующих началу сканирования (опорный сигнал). Изменение угла сканирования показано на фиг. 4б. Возникающая при этом расфокусировка показана на фиг. 4в. Сигнал с датчика оборотов блока 12 управления приводом подфокусирующего элемента (см. фиг. 4г), соответствующий максимуму подфокусирующей функции (см. фиг. 4д), в начальный момент имеет рассогласование с сигналом от формирователя 11 опорного сигнала, поступающим в блок 12 (см. фиг. 4а). Блок 12, изменяя частоту питающего напряжения на синхронном двигателе 13, стремится свести последовательность рассогласований на каждом периоде _i-1, _i, _i+1 к допустимой величине из зоны нечувствительности. После чего поддерживается вращение с заданной скоростью. (56) Патент США N 4099829, кл. 350-6.1, 1977. Патент США N 4274101, кл. 346-108, 1981.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО СКАНИРОВАНИЯ, содержащее источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу его луча проекционную оптическую систему, включающую светоделитель и подфокусирующий элемент с приводом, блок управления которого обеспечивает синхронное и синфазное движение подфокусирующего элемента с качающимся зеркалом, снабженным блоком управления, включающим программно-временное устройство, а также носитель информации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности развертки, в него введены основание, размещенное на валу привода подфокусирующего элемента, причем подфокусирующий элемент выполнен в виде объектива, уголкового отражателя и кольцевого зеркала, ось вращения основания установлена под углом к оптической оси, уголковый отражатель установлен ребром на основании со смещением h относительно оси вращения, при этом величина расфокусировки ^макс связана с и h соотношением ^макс = 8 h ^2}sin, где - линейное увеличение части проекционной системы от плоскости промежуточной фокусировки до выходной плоскости проекционной системы, при этом формирователь опорного сигнала входом соединен с выходом программно-временного устройства блока управления качающегося зеркала, а выходом - с блоком управления подфокусирующего элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4