Устройство для углового измерения положения луча

 

Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в устройствах отображения информации проекционного типа. Цель изобретения - уменьшение потерь световой энергии и повьппение точности измерения положения свето-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ф

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3967357/24-10 (22) 16.08.85 (46) 15.01.87. Бюп. Р 2 (72) 10.П.Бурмистров и В.В.Ткаченко (53) 531.743 (088,8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 684482, кл. G 02 В 27/17, 1982.

Opplied 0ptics, june !976, vol.

15, У 6 рр . 1437-1443.

„„SU„„1283576 А 1 (sO 4 С 01 М 11/00, С 01 В 11/26 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УГЛОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЛУЧА (57) Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в устройствах отображения информации проекционного типа.

Цель изобретения — уменьшение потерь световой энергии и повьппение точности измерения положения светового луча. Устройство содержит последовательно расположенные источник света 1, диафрагму 2, отклоняющее зеркало 3, связанное с электромеханическим приводом 4, который, в свою очередь, связан с блоком управления 5. Между фокусирующим 6 и измерительным 9 объективами установлены светоделительная призма-куб 7, двумерная дифракционная решетка 8, выполненная из условия равенства распределения световой энергии в нулевом и первом порядках дифракции, и блок 10 фотоприемников в виде четырехквадратного приемника

Диафрагмированный световой луч после отклоняющего зеркала 3 и фокуси1 2835 76 р ующе го объектива 6 разделяется призмой-кубом 7 на рабочий и измерительный лучи. Измерительный луч фокусируется на двумерной дифракционной решетке 8, после чего интерференционная картина частично совмещенных в пространстве нулевого и первых порядков дифракции с помощью измерительного объектива 9 направляется на блок фотоприемников 10 которые вырабатывают измерительные сигналы пропорционально перемещению светового луча по двум координатам.

Используя эти сигналы, блок управления 5 управляет положени— ем отклоняющего зеркала 3

2 ил.

Изобретение относится к оптическим системам и может быть использовано в устройствах отображения информации проекционного типа, а также в устройствах считывания сканирующего типа.

Цель изобретения — уменьшение потерь световой энергии и повышение точности измерения положения рабочеro светового луча в пространстве.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для углового измерения положения луча; на фиг.2 — интерференционная картина в плоскости размещения фотоприемников.

Устройство содержит источник 1 света, диафрагму 2, зеркало 3, электромеханический привод 4, блок 5 управления, первый объектив 6, светоделительную призму-куб 7, двумерную дифракционную решетку 8, второй объектив 9, блок 10 фотоприемников.

Устройство работает следующим образом. Световой луч от источника

1 света направляется через отверстие диафрагмы 2 на зеркало 3, которое управляется электромеханическим приводом 4. Между первым объективом 6 и двумерной дифракционной решеткой

8 расположена светоделительная призма-куб У,,которая 90% световой энергии отклоняет в рабочем направлении, а 10% " в направлении измерения.

Измерительная часть светового луча фокусируется первым объективом 6 на двумерной дифракционной решетке 8 и после прохождения ее разделяется на пять лучей, соответствующих нуле5 вому и первым порядкам дифракции на ортогональных штрихах решетки 8. С помощью второго объектива 9 расходящиеся лучи преобразовываются в параллельные и направляются на блок

10 фотоприемников. Для того, чтобы получить в плоскости фотоприемников интерференционную картину (фиг.2) диаметр отверстия диафрагмы должен находиться в пределах

--сЦс

z 2

20 где 0 - диаметр отверстия в диафрагме, м;

f — фокусное расстояние объектива фокусирующего, м;

z — период двумерной дифракционной решетки, м; — длина волны света, м.

В реальных устройствах размер от верстия диафрагмы 2 находится в пределах 6-30 мм.

Расстояния между вторым обьективом 9, зеркалом 3, двумерной дифракЖ ционной решеткой 8 и плоскостью расположения фотоприемников фотоприемного блока 10 выбирают таким о6разом, чтобы при отклонениях светового луча центр интерференционной картины не смещался, а смещались только

Формула из о бр ет ения

И г где D

20 срез.2

Составитель С.Орешин

Редактор Л.Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7428/38 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 с

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 I 2835 интерференционные полосы. Фотоприемники фотоприемного блока 10 реагируют на смещения интерференционных полос, которые происходят пропорционально отклонению .луча света и . -5 передают соответствующие сигналы на блок 5 управления, который в свою очередь по заданной программе управляет электромеханическим приводом 4.

Устройство для углового измерения положения луча, содержащее последовательно размещенные источник света, диафрагму, зеркало, установленное с возможностью поворота и связанное с электромеханическим приводом, первый объектив, двумерную дифракционную решетку, второй объектив, фотоприемники и блок управления, электрически связанный с фотоприемниками и электромеханическим приводом,отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь световой энергии и повышения точности, в устройство дополнительно введены три фотоприемника, размещенных в одной плоскости и образующих с первым приемником четырехквадратный приемник, а двумерная дифракционная решетка выполнена из условия равенства распределения световой энергии в нулевом и первом порядках дифракции, причем диаметр диафрагмы удовлетворяет условию — диаметр отверстия в диафрагме, м; — фокусное расстояние объектива первого, м;

" период двумерной дифракционной решетки, м; — длина волны света, м.