CH635443A5

CH635443A5 - Vorrichtung zur zyklischen aenderung der richtung eines projizierten lichtstrahles.

Info

Publication number: CH635443A5
Application number: CH62481A
Authority: CH
Inventors: Stephen Charles Laud Botcherby; Jeremy Allen Fitzherbert; Christopher Paul Starbuck
Original assignee: Decca Ltd
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1983-03-31
Also published as: IT1091273B; DE2755800A1; FR2374652B1; US4170397A; DK563677A; FR2374652A1; CH630180A5; NL7713987A

Description

635 443

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur zyklischen Änderung der Richtung eines projizierten Lichtstrahles, gekennzeichnet durch ein Objektiv

(74) mit einer optischen Achse, mindestens zwei biegbare Ausleger (76) aus piezoelektrischem Material, an deren freien Enden das Objektiv durch Haltemittel (75) gehalten ist, so dass es in einer Schwingungsebene, die senkrecht zur optischen Achse steht, bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleger (76) zum freien Ende hin verjüngt ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausleger (76) als dreieckige Platte ausgebildet ist, die in einer zur Schwingungsebene senkrecht stehenden Ebene angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Paar von plattenförmigen Auslegern (76) vorgesehen ist, welche in zwei jeweils zur Schwingungsebene senkrecht stehenden parallelen Ebenen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel Arme (75) aufweisen, die vom Objektiv (74) weg zum freien Ende je eines Auslegers ragen, wobei jeder Arm

(75) in der Schwingungsebene biegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paare von Auslegern (76) vorgesehen sind, die rechtwinklig zueinanderstehend angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Ausleger (76) vorgesehen sind, die beabstandet von der optischen Achse in senkrecht zur Schwingungsebene stehenden Ebenen angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv in einer Fassung (73) angeordnet ist, die vier Arme (75) hat, welche Arme (75) sich im rechten Winkel zu je einem entsprechenden Ausleger (76) erstrecken und die in der Schwingungsebene biegbar sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur zyklischen Änderung der Richtung eines projizierten Lichtstrahles.

Bei der Abtastung eines Gegenstandes mittels eines Laserstrahles ist es infolge von atmosphärischen Turbulenzen und Änderungen im Reflexionsvermögen eines Gegenstandes und anderen Schwierigkeiten, etwa Abschwächungen des aus dem Laser empfangenen Signals durch Störsignale, schwierig, geeignete und auswertbare Signale abzuleiten und zu erhalten.

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Richtung eines projizierten Lichtstrahles ohne Defokussierung geändert werden kann.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen erreicht.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 3 eine räumliche Darstellung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungen von Vorrichtungen, gewöhnlich Justiergerät genannt, die dazu verwendet werden können, schnelle und zyklische Änderungen der Visierlinie in optischen Abtasteinrichtungen zu erzeugen.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtungen können in einem Detektor, wie er in der CH-PS Nr. 630 180 beschrieben ist, verwendet werden.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtungen sind auf s einer quadratischen Grundplatte 71 montiert, die im Zentrum eine runde Öffnung 72 aufweist. Über die Öffnung ist eine kurze zylindrische Fassung 73 angeordnet, das als Halter für eine doppelkonvexe Linse 74 dient. Die optische Achse der Linse 74 verläuft rechtwinklig zur Grundplatte und mitten durch die Öff-io nung 72. Diese Anordnung der Linse erlaubt, dass die Lichtquelle hinter der Grundplatte montiert werden kann. Die Fassung 73 hat vier Träger 75, die von der Fassung 73 abstehen und an den freien Enden durch vier Ausleger 76 befestigt sind. Die Ausleger sind paarweise einander zugeordnet. Jedes Paar ist in 15 einer der Schwingungsebenen der Linse bewegbar. Die Ausleger sind als dreieckige Platten ausgebildet. Die Träger 75 sind mittels Klebstoff an der Spitze der Ausleger befestigt. Die Ausleger sind aufrechtstehend an der Grundplatte 71 montiert, und zwar mittels eines Stabes 77, an dem die Ausleger angeklebt sind. 2o Jeder Stab 77 ist an einem kleinen Block 78 angeklebt. Der Block 78 ist an der Grundplatte 71 befestigt. Der Block 78 hat an einer Kante eine halbrunde Ausnehmung, in die der Stab 77 eingelegt ist. Die Ausleger bestehen aus piezoelektrischem Material, z.B. Bariumzirkoniumtitant. Die Stelle an der die Elektroden 25 angeordnet sind, ist im allgemeinen unwesentlich. Im vorliegenden Beispiel sind die Elektroden nahe an der Basis der Ausleger angeordnet.

Gewöhnlich wird jedes Auslegerpaar mit Wechselstromsignalen, die gegenphasig sind gespeist, so dass die Ausleger ein-30 heitlich gebogen werden, um die Linse in einer senkrecht zu der Linse stehenden Ebene in Schwingung zu versetzen. Die Auslegerpaare können mit Signalen unterschiedliche Phase, vorzugsweise 90° phasenverschoben, gespeist werden, so dass der projizierte Lichtstrahl eine Kegelfläche beschreibt. 35 Die dreieckige Form der Ausleger erleichtert deren Befestigung und ausserdem sind sie besser bewegbar als eine prismatische Stange mit konstantem Querschnitt. Die Eigenfrequenz jedes Auslegers kann demzufolge hoch sein und die Linse vibriert in vergleichbar hohen Frequenzen.

40 Jeder Träger 75, durch welchen die Linse an den Auslegern gehalten ist, kann in der Längsrichtung steif sein, jedoch in Vibrationsebene leicht gebogen werden. Es ist von Vorteil, wenn der Träger eine Blattfeder ist. Die Bewegung der Linse durch ein Auslegerpaar hat demzufolge keinen Einfluss auf das andere 45 Auslegerpaar. Die Bewegung der Linse in den zwei Schwingungsrichtungen kann dadurch im wesentlichen mindestens für den gewöhnlichen Bewegungsbereich für den die Vorrichtung vorgesehen ist, unabhängig sein.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das 50 eine runde Grundplatte und drei um 120° versetzt angeordnete Ausleger hat. Dieses Ausführungsbeispiel kann sowohl kreisende als auch konische Abtastungen durchführen, wenn die Amplitude und die Phase der Wechselspannung, die an den Auslegern angelegt werden, entsprechend ausgewählt werden. 55 In einem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Ausleger 20 mm lang und haben eine Basisbreite von 15 mm.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann in einem Detektor zur Ermittlung der Positionsänderung eines Gegenstandes verwendet werden, um mit Hilfe eines Laserstrahles die 6o Bewegung des Gegenstandes zu bestimmen, wobei der Laserstrahl durch ein optisches System auf den Gegenstand gerichtet wird. Das optische System mischt das vom Gegenstand reflektierte Licht mit dem vom Gegenstand nicht reflektierten Licht, um ein Dopplersignal zu erzeugen, dessen Frequenz die Bewe-65 gung des Gegenstandes darstellt.

Die Projektionsrichtung des Lichtstrahles wird gesteuert, um einen Bereich maximalen Reflexionsvermögens am Gegenstand festzustellen und den Lichtstrahl auf diesen Bereich auszurichten.

G

1 Blatt Zeichnungen