Устройство позиционирования лазерного луча
Полезная модель относится к области технической физики, в частности к оптическим сканирующим устройствам и может быть использовано для управления положением лазерного луча в пространстве. Устройство позиционирования лазерного луча содержит входное и выходное плоские зеркала, установленные на параллельных поворотных осях с приводами, подключенными к блоку управления, и двухлинзовую афокальную оптическую систему, смонтированную между отклоняющими зеркалами, центральные области которых совмещены с передним и задним фокусами линз двухлинзовой афокальной оптической системы. Между линзами афокальной системы размещена призма Дове, развернутая относительно общей плоскости поворотных осей зеркал на угол 45 градусов.. Приводы осей плоских зеркал устройства выполнены в виде накопителей на жестких магнитных дисках, а зеркала установлены на поворотных осях магнитных головок накопителей на жестких магнитных дисках. Технический результат заключается в уменьшении габаритов устройства.
Предлагаемое техническое решение относится к области технической физики, а в частности к оптическим сканирующим устройствам и может быть использовано для управления направлением лазерного луча в пространстве.
Известно механическое линейное сканирующее устройство, содержащее зеркало с приводом, см. а.с. СССР №1474576, MTIK G02B 26/10, публ. 23.04.89 г.
Известно также оптическое сканирующее устройство с многогранным вращающимся зеркалом, см. ЕВП(ЕР) заявка №0138400, MПK G02B 26/10, публ.24.04.85 г.
Общим недостатком данных устройств является однокоординатное перемещение лазерного луча в пространстве.
Наиболее близким решением (прототипом) к предлагаемой полезной модели по своей технической сущности является двухкоординатная оптическая сканирующая система (устройство позиционирования лазерного луча), содержащая входное и выходное плоские зеркала, установленные на поворотных осях с приводами, подключенными к блоку управления, и
двухлинзовую афокальную оптическую систему, смонтированную между отклоняющими зеркалами, центральные области которых совмещены с передним и задним фокусами линз двухлинзовой афокальной оптической системы, см. Япония (JP) заявка №58-13890, МПК G02B 26/10, публ. 16.03.83 г.
Недостатком приведенной конструкции является ее повышенные габариты, связанные с необходимостью расположения приводов зеркал в двух взаимно ортогональных плоскостях.
Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в уменьшении габаритов устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство позиционирования лазерного луча, содержащем входное и выходное плоские зеркала, установленные на поворотных осях с приводами, подключенными к блоку управления, и двухлинзовую афокальную оптическую систему, смонтированную между отклоняющими зеркалами, центральные области которых совмещены с передним и задним фокусами линз двухлинзовой афокальной оптической системы, дополнительно содержит оптический элемент в виде призмы Дове, расположенный между линзами двухлинзовой афокальной системы, при этом гипотенузные грани призмы Дове обращены в стороны отклоняющих зеркал, поворотные оси последних параллельны между собой, а призма Дове наклонена к общей плоскости поворотных осей зеркал под углом в 45°.
Кроме того, приводы осей плоских зеркал устройства выполнены в виде накопителей на жестких магнитных дисках, а зеркала установлены на поворотных осях магнитных головок накопителей на жестких магнитных дисках.
На фиг.1 представлено предполагаемое устройство позиционирования лазерного луча, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.2.
Рассмотрим предлагаемое устройство, где в качестве приводов осей плоских зеркал устройства выбраны накопители на жестких магнитных
дисках, а зеркала установлены на поворотных осях магнитных головок накопителей на жестких магнитных дисках.
Устройство содержит два идентичных накопителя - 1 и 2 на жестких магнитных дисках (НЖМД), где 3 и 4 - магнитные диски с магнитными головками - 5 и 6, имеющими параллельно расположенные поворотные оси - 7 и 8 на которых установлены входное - 9 и выходное - 10 плоские зеркала. Между зеркалами - 9 и 10 размещена афокальная оптическая система в виде линз - 11 и 12. Передний фокус F 1 афокальной системы совмещен с центральной областью зеркала - 9, а задний F2 с центральной областью зеркала - 10. Между линзами - 11 и 12 размещена призма Дове - 13, развернутая (наклоненная) на угол 45° к общей плоскости расположения осей - 7 и 8 зеркал - 9 и 10.
Функционирование устройства осуществляется следующим образом. Сформированный лазерным источником (в графических материалах условно не показан) лазерный луч (см. фиг.2) подается на зеркало - 9.
В результате разворота плоского зеркала - 9, смонтированного на оси - 7 позиционирования магнитных головок - 5 верхнего - 1 НЖМД (см. фиг.1), производится перемещение поступающего на него лазерного луча по горизонтали. Призма Дове - 13 развернутая на угол 45°, осуществляет разворот луча на угол 90°, см. М.Я.Кругер «Справочник конструктора оптико-механических приборов», Маш., Л., 1968 г., с.227. После прохождения призмы Дове - 13 направление перемещения луча меняется на вертикальное. Плоское зеркало - 10, смонтированное на валу - 8 перемещения магнитных головок - 6 нижнего - 2 НЖМД, перемещает поступающий на него лазерный луч в горизонтальном направлении, чем достигается сканирование луча в двух взаимно ортогональных плоскостях. Управление позиционированием магнитных головок - 5 и 6 производится с помощью блока управления - 14.
Дадим обоснование достижения технического результата при использовании предложенного технического решения.
В результате введения в схему призмы Дове, повернутой на угол 45°, и параллельному расположению осей поворота плоских зеркал и их приводов устройство имеет компактный вид и достигается уменьшение его габаритов.
Кроме того, использование в качестве привода плоских зеркал НЖМД, обеспечивает высокоточные угловые повороты зеркал и пространственное позиционирование лазерного луча по двум независимым координатам.
Из вышеизложенного следует, что предложенное техническое решение при использовании дает технический результат, заключающийся в уменьшении габаритов устройства, за счет расположения осей приводов зеркал в одной плоскости.
По материалам заявки на предприятии в настоящее время изготовлен опытный образец изделия, испытания которого подтвердили достижение указанного результата.
1. Устройство позиционирования лазерного луча, содержащее входное и выходное плоские зеркала, установленные на поворотных осях с приводами, подключенными к блоку управления, и двухлинзовую афокальную оптическую систему, смонтированную между отклоняющими зеркалами, центральные области которых совмещены с передним и задним фокусами линз двухлинзовой афокальной оптической системы, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный оптический элемент в виде призмы Дове, расположенный между линзами двухлинзовой афокальной системы, при этом гипотенузные грани призмы Дове обращены в стороны отклоняющих зеркал, поворотные оси последних параллельны между собой, а призма Дове наклонена к общей плоскости поворотных осей зеркал под углом 45°.
2. Устройство позиционирования лазерного луча по п.1, отличающееся тем, что приводы осей плоских зеркал устройства выполнены в виде накопителей на жестких магнитных дисках, а зеркала установлены на поворотных осях магнитных головок накопителей на жестких магнитных дисках.
