Фотопреобразователь линейных и угловых перемещений

 

Союз Советских

Сокиалистнческнх

Республкк

Оп ИCАН И Е ()502360

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву— (22) Заявлено 11.11.73 (21) 1972104 18-10 (51) М.K.ë.- G 02 В 27/30 с присоединением заявки— (23) Прпоритет—

Государственный комитет

Совета Мнннстров СССР аа делам нэобретеннй н аткрытнй (53) УДК 383.535.88 (088.8) (43) Опубликовано 05.02,76. Бюллетень №,Б 45) Дата опубликсзання оп; са ин 3;.08.76 (72) Автор мзобретения

А. С. Фельдман (71) Заявитель (54) ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ

И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ е1

2j

Изо бретение относится к фотоэлектрическим датчикам линейных и угловых перемещений и может найти применение в измеритель:- ой технике.

Известны фотопреобразователи линейных и угловых, перемещений, содержащие источник света, конденсор, растр, объектив, фотоприемное устройство и контрольный элемент.

Недостатком известных преобразователей является невозможность регулировки шага растра.

Целью изобретения является устранение этого недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном фотопреобразователе контрольный элемент выполнен в виде прямоугольной призмы, обращенной к объективу гипотенузной гранью, ребро которой .при вершине 90 первендикулярно штрихам растра, причем одна из катетных граней имеет дополнительный скос, образующий двугранный угол р с ребром, перпендикулярным ребру при вершине .призмы, а величина угла Р определена из соотношения где d — ширина растра, / — фокусное расстояние объектива, а ребро этого двугранного угла ориентировано перпендикулярно ребру при вершине призмы.

На чертеже представлена оптическая схем а ф ото пр еобр а зов а тел я.

5 Фотопреобразователь содержит источник

1 света, конденсор 2, растр 8, объектив 4, призму 5 и фотоприемники 6 и 7.

Фотопреобразователь раоотаст следующим образом.

10 Свет от источника 1 фокусируется конденсором 2 на поверхности растра 8,В участке а.

Прошедший сквозь растр поток проходит через объектив 4, отражается призмой 5 и фокусируется объективом 4 B автоколлимацион15 ное изображение б участка растра а. Поскольку.:поворот призмы 5 вызывает поворот изображения штрихов растра 3, в зоне б возникают муаровые полосы, ширину которых можно регулировать этим поворотом. Конден 0 сор 2 переносит изображение муаровой картины на фотоприемники 6. Поворотом призмы 5 выставляют такую ширину муаровой полосы, чтобы фазы сигналов, вырабатываемых фотоприемниками 6, отличались на 90, что необходимо для реверсивного счета полос.

Для создания опорного, канала, предназначенного для компенсации ухода постоянной составляющей ситпала, одна из катет:ных граней призмы 5 снабжена дополнительной гранью д, ориентированной под углом р к ней, 502369

p =

И в, 1 .1

«)f образует двугранный угол, ребро которого о перпендикулярно ребру при вершине 90 призмы, а величина такова, что изображение растра, образованное лучами, отраженными гранью д, находится в зоне в, прострапствен11о разделенной с зоной б. При этом ширина полос, возникающих в зоне в, намного меньше полос в зон б, вследствие более сильного поворота изображения из-за наклона грани д призмы. Конденсор 2 создает изображение зоны в в опорном фотоприемнике 7.

Из-за того. что ширина полос меныпе его чувствительной поверхности, модуляция сигнала отсутствует. Такой сигнал .пригоден для компенсации постоянной cocTBBëÿ10ùÃÉ. Для обеспечения указанных у ловий двугранный угол р а катетной грани призмы 5 должен быть равен

Предлагаемый фотопреобразователь (B отличие от известных) одинаково эффективно работает как с линейными, так и радиальными растрами благодаря тому, что изображение штрихов растра движется по окружности того же радиуса кривизны, что и сами штрихи растра. При этом ширина муаровых полос не зависит от их расстояния до оптической оси объектива. Это достигается благодаря дополнительному оборачиванию штрихов растра 8, даза.:мому призмой 5, вокруг оси, перпендикулярной штрихам растра 3.

I,ðoме того, изменение периода, .Нспользуемого для измерений растра, не. треоует измене:-1ия элементов фотопреобразователя. Нужная для правильного фазового сдвига сигналов фотоприемников 6 ширина муаровых полос Обеспечивается поворотом призмы 5.

Формула изобретения

Фотопреобразователь линейных и угловых перемещений, содержащий источник света, ко 1депсор! растр, объектив, фотоприемное устройство! и контрольный элемент, отл и: ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, контрольный элемент !выполнен в виде прямоугольной призмы, обращенной к объективу гипотенузной гранью, ребро которой при вершине 90 перпендикулярно штрихам ра тра; причем одна из катетных граней имеет дополнительный скос, образующий двугранныи угол р с ребром, перпендикулярным ребру при вершине призмы, а величина угла

Р Определена из соотношения где а — ширина растра;

1 — фокусное расстояние объектива, Pe«a::òор Л. Утекииа

Составитель В. Л%етельсзий

Тс перед Е. Подурушика

1(ор ректор В. Гутман

Заказ 711/905 Изд. № 303 Тир а ж 653 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. XRp5K. фил. пред. «Патент»