Устройство для развертки лазерного луча по пилообразному закону

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в лазерных устройствах записи и считывания информации. Цель изобретения - увеличение быстродействия за счет уменьшения длительности обратного хода зеркала по отношению к периоду колебаний и упрощение конструкции. Устройство содержит зеркало 1, закрепленное на оси 2 электропривода 3, консоль 4, расположенную между упорами 5, лазер 6, оптически связанный с фотоприемниками 7 и 8, усилители-формирователи 9 и 10, детектор 11 зон сканирования, генератор 12 опорной частоты, усилитель 13, фазовый дискриминатор 14. При движении зеркала 1 в том или ином направлении поток излучения лазера 6 пересекает фотоприемники 7, 8, сигналы которых через усилители-формирователи 9, 10, детектор 11 и усилитель 13 вызывают торможение и разгон электропривода 3 в обратном направлении. Уменьшение длительности обратного хода обеспечивается за счет различного соотношения времени торможения и разгона в конце прямого и обратного ходов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

812 А1 (! 9) (1 ) (g1)S G 02 В 26/10

9пислник изоБРКт нил

Г СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

П ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

П.И ГКНТ СССР

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (P 1) 4403111/24-10 (j22) 05,04,88 (46) 07.08.90,Бюл, 11- 29 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (,, 72) В,К.Ероховец, А,M,Ëåîíoâ, Ю.В,Ларченко и В.В,Ткаченко (j53) 681 ° 8 (088,8) (56) Патент США У 3734591, к п, 350 6е 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВЕРТКИ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА ПО ПИЛООБРАЗНОМУ ЗАКОНУ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в лаэернь1х устройствах,ааписи и считывания информации. Цепь изобретения — увеличение быстродействия эа счет уменьшения длительност!и обратного хода зеркала по отно/ п1ению к периоду колебаний и упроще- .

2 ние конструкции„Устройство содержит зеркало 1, закрепленное на оси 2 электропривода 3, консоль 4, расположенную между упорами 5, лазер 6, оптически связанный с фотоприемниками 7 и 8, усилители-формирователи 9 и 10, детектор 1! зон сканирования, генератор 12 опорной частоты, усилитель 13, фазовый дискриминатор 14, При движении зеркала 1 в том или ином направлении поток излучения лазера 6 пересекает фотоприемники 7,8, сигналы которых через усилители — формирователи 9,10, детектор 11 и усилитель 13 вызывают торможение и раз- гон электропривода 3 в обратном направлении, Уменьшение длительности обратного хода обеспечивается за счет различного соотношения времени торможения и разгона в конце прямого и обратного ходов, 2 з,п. ф-лы, 4 ил.

1583912

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в лазерных устройствах записи и считывания информации.

Целью изобретения является увеличение быстродействия за счет уменьшения длительности обратного хода зеркала по отношению к периоду колебаний и упрощение конструкции.

На фиг,1 представлено устройст во для развертки лазерного луча по пилообразному закону; на фиг,2 — схема детектора зон сканирования; на фиг.3 — схема фазового дискриминато- 13 ра; на фиг.4 — временная диаграмма работы устройства (зависимости от времени угла отклонения лазерного луча (и напряжения в характерных т очках электр и че ской схе мы), 20

Устройство содержит зеркало 1, . F э акр епленно е на о си 2 электропривода

3, консоль 4, расположенную между упорами 5, лазер 6, оптически связан- 2 ный с фотоприемниками 7 и 8, усилители-формирователи 9 и 10, детектор

11 зон сканиронания, генератор 12 опорной частоты, усилитель 13, фазовый дискриминатор 14 (фиг, 1), Детек". ,тор 11 зон сканирования содержит

RS-триrrep 15, D-триггеры 16 и 17, инвертор 18, формирователи 19 (фиг,2). Фазовый дискриминатор 14 содержит элемент И 20, D-триггер 21, элемент ИЛИ 22, коммутаторы 23 и 24, интегратор 25 (фиг,3), Устройстно работает следующим образом, В момент включения триггеры 15 — 40

17 устанавливаются в нулевое состояние. На инверсном выходе КЯ-триггера

15 детектора 11 зон сканирования появляется единичный сигнал, поступающий на четвертый вход (иннертирую- 45 щий) усилителя 13, Ось 2 с зеркалом 1 и консолью 4, занимавшая в ис" ходный момент произвольное положение в пределах угла, ограниченного упора51 риходит в дн ение в на ра е- 50 нии, которое считаем отрицательным, и перемещается до тех пор, пока консоль 4 не придет в соприкосновение с ,упором 5, Она продолжает оставаться в этом положении до тех пор, пока сигнал с генератора 12 опорной частоты не поступит íà S-вход RS"òðèããåра 15 и установит его в состояние

" 1", При этом передний фронт импульса с RS"òðèããåðà 15 через формирователь

19 устанавливает D-триггер 16 в единичное состояние, а с прямого выхода этого триггера сигнал поступает на первый вход (неинвертирующий) усилителя 13 и далее на электропривод 3, который приводит ось 2 н движение в положительном направлении, что вызывает соответствующее движение зеркала 1 и пучка направленного излучения лазера .6. В момент прохождения указанного пучка по фотоприемнику 7 на выходе последнего формируется электрический сигнал, который через усилитель-формирователь 9 поступает на первый вход детектора 11 зон сканирования и передним фронтом устанавливает Р-триггер 16 в исходное состояние, При этом прекращается поступле— ние сигнала с первого выхода детектора 11 зон сканирования на первый вход усилителя 13 и электропривод 3, Зеркало 1 движется по инерции до тех пор, пока пучок направленного излучения лазера 6 не пересечет фотоприемник

8 задний фронт сигнала которого через усилитель-формирователь 10 и второй вход детектора 11 зон сканирования поступает на инвертор 18 и

D-триггер 17. Сигнал с прямого выхода D-триггера 17 поступает на второй выход детектора 11 зон сканиронания и дапее через усилитель 13 на электропривод 3, что приводит к изменению направления движения оси 2 и зеркала i, Поток направленного излучения лазера 6 пересекает на обратном ходу фотоприемник 8, сигнал которого поступает черен усилитель-формирователь 10 на второй вход детектора 11 зон сканирования и своим задним фронтом устанавливает D-триггер 17 в исходное состояние, прекращая поступление сигнала с второго выхода детектора 11 зон сканирования через. усилитель 13 на электропринод 3. Продолжая двигаться по инерции зеркало 1 направляет поток направленного излучения лазера 6 на фотоприемник 7, сигнал которого через усилитель-формирователь 9 поступает.на первый вход детектора 11 зон сканиронания и переводит D-триггер 16 в состояние "1", Сигнал с выхода D-триггера 16 поступает на первый выход детектора 11 зон сканироI вания и далее через усилитель 13 нр электропринод 3, меняя направление ропривода зеркало и консоль„установленную между двумя механическими упорами, генератор опорной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия за счет уменыпения длительности обратного хода зеркала по отношению к периоду колебаний и упрощения кбнструкции, в него введены усилитель, выход которого подключен к электроприводу, первый и второй фотоприемники, первый и второй усилители-форьпгрователи, детектор зон сканирования, фазовый дискриминатор, лаз ер, причем выход последнего оптически связан через обратную сторону зеркала с i:eðâûì и вторым фотоприемниками, выходы первого и второго фотоприемников подключены к входам первого и второго усилителей-формирователей соотг нет ственно, выходы которых подключены соответственно к первом и второму входам детектора зон сканирования, к третьему входу которого подключен выход генератора опорной частоты, пер- вый и второй выходы детектора зон сканирования подключеггы к первому и второму входам усилителя и первому и второму входам фазового дискриминатора, выход которого подключен к третьему входу усилителя, к третьему входу фазового дискриминатора подключен выход генератора опорной частоты, а третий выход детектора зон сканирования подключен к четвертому входу усилителя, 2, Устройство по и, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что детектор зон сканирования включает RS — триггер, первый и второй D-триггеры, инвертор, формирователь, причем третий вход детектора зон сканироьания подключен к S-входу RS- триггера, прямой выход которого подключен к входу формирователя, выход которого Подключен к S-входу первого D-триггера, инверсный выход RS-триггера подключен к третьему выходу детектора зон сканирования, первый вход которого подключен к тактовому ьходу первого

D-триггера и R-входу второго D-триггера, прямой выход которого подключен к второму выходу детектора эон сканирования1 тактовый вход второго

D-триггера подключен к гыходу инвертора, вход которого подкл;очен к второму входу детектора зон скаггирования и R-входу первого D-триггера, 5 15839! 2 движения оси 2 и зеркала 1, В дальнейшем цикл работы устройства повторяется, Фазовый дискриминатор 14 обеспечивает устойчивость работы устройства и

5 совместно с генератором 12 опорной частоты стабилизацию частоты колебаний„ Он работает следующим образом..

В начальный момент времени частота колеб аний пре вьппает частоту сигнал а,поступающего с генератора 12 опорной часототы (фиг,4). Однако из-за наличия сил трения в опорах и сопротивления воздуха эти колебания являются затухающим», Наступает момент, когда частота колебаний и частота генератора 12 опорной частоты сравниваются, Фазовый дискриминатор 14 выделяет разность фаз между передним 20 фронтом импульса генератора 12 опорной частоты (фиг, 4в) и задним фронтом импульса с первого выхода детектора 11 зон сканирования (фиг,4е). и преобразует эту разность фаз в ана- 25 логовый сигнал, корректирующий скорость развертки лазерного пучка на рабочем участке траектории сканирования (фиг.4 ж. и з) . При этом сигналы с генератора 12 опорной частоты и первого выхода детектора 11 эон сканирования поступают на элемент И, выходной сигнал которого по переднему фронту переключает D-триггер 21 в единичное состояние (фиг.3).Сигнал с

35 прямого выхода триггера 21 через элемент ИЛИ 22 включает первый

1 коммутатор 23, в результате чего на первом входе интегратора 25 появляется высокий уровень логического 40 сигнала. По заднему фронту импульса с первого выхода детектора 11 зон сканирования D-триггер 21 переключается в исходное состояние, Коммутатор 23 отключается и на выходе 45 интегратора 25 сохраняется уровень сигнала, пропорциональный сдвигу фаз сигналов на входе фазового дискриминатора, В момент поступления импульса с второго выхода детектора 11 зон 50 сканирования (фиг,4 д) замыкаются оба коммутатора 23 и 24, устанавливая на входах интегратора 25 уровень нулевого потенциала, что приводит к скачкообразному обнулению последнего. 55

Формула изобретения

1, Устройство для развертки лазерного луча по пилообразному з акону, содержащее закрепленные на оси элект1583912

3, Устройство по п, 1, о т л и— ч ающ е е с я тем, что фазовый дискриминатор включает элемент И, третий D-триггер, элемент ИЛИ, первый и второй коммутаторы, интегратор, причем тактовый вход третьего D-триггера подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен к

10 прямой выход которого подключен к первому выходу детектора зон сканиро вания, а инверсные и информационные входы каждого D-триггера подключены

5 друг к другу, третьему входу фазового дискриминатора, а второй вход — к второму входу фазового дискриминатора и К-входу третьего D-триггера, прямой выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ и входам первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены к первому и второму входам интегратора соответственно, управляющий вход первого коммутатора подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора и второму входу фазового дискриминатора.

1583912 .1.)

W ФЭ W

М% < сч М С аэ : 3 Ъ

С о ст авит ел ь Е, Пожит ко в

Редактор И,Шулла Техред JI. Сердюкова Корректор Т, Палий

Заказ 2254 . Тираж 458 Подписное

6НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 1