DE3228839A1 - DEVICE FOR CONTROLLING THE DIRECTION OF A RAY OF AN OPTICAL RADIATION - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING THE DIRECTION OF A RAY OF AN OPTICAL RADIATIONInfo
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Description
rer. nat. Thomas Berendt °r.-Ing. Hans Leyh Wiener Str. 20 - D 8000 MOncfien 80 rer. nat. Thomas Berendt ° r. -Ing. Hans Leyh Wiener Str. 20 - D 8000 MOncfien 80
Unser Zeichen: A 14 Lh/fiOur reference: A 14 Lh / fi
Ferranti plcFerranti plc
Bridge House, Park Road, Gatley, Cheadle, Cheshire, EnglandBridge House, Park Road, Gatley, Cheadle, Cheshire, England
Vorrichtung zur Steuerung der Richtung eines Strahles einer optischen StrahlungDevice for controlling the direction of a beam of optical radiation
Ferranti pic - A 14 578 -Ferranti pic - A 14 578 -
Beschreibung ■ Description ■
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Richtung eines Strahles einer optischen Strahlung, ohne hierzu die Strahlungsquelle bewegen zu müssen.The invention relates to a device for controlling the direction a beam of optical radiation without having to move the radiation source.
Es ist häufig erforderlich, die Richtung eines Strahles einer Strahlung zu ändern bzw. zu steuern, und der einfachste Weg hierzu ist es, die Strahlungsquelle selbst zusammen mit den zugehörigen optischen Elementen, wie z.B. den Linsen, zu bewegen. In manchen Fällen ist dies jedoch unzweckmäßig oder auch unmöglich, insbesondere wenn die Strahlungsquelle groß ist. Es ist bekannt, ein Paar Spiegel zu verwenden, die um senkrecht zueinander!legende Achsen drehbar sind oder einen kardanisch aufgehängten Spiegel. Diese Lösungen sind jedoch sehr aufwendig und haben einen hohen Platz- oder Raumbedarf. In dem Britischen Patent Nr. 1 521 931 wird eine andere Technik beschrieben, die zwei optische Keile verwendet, die um eine gemeinsame Achse drehbar sind, längs welcher die Strahlung in die Vorrichtung eintritt. Dies ermöglicht es, den Strahl in jeder Richtung innerhalb eines Kegels zu verschieben. Kleine Bewegungen des Strahles jedoch in der Nähe des Zentrums des Bildfeldes erfordern große Winkel bewegungen der Keile. Da die Geschwindigkeit, mit der diese bewegt werden können, begrenzt ist, führt dies zu langen Ansprechzeiten auf gewünschte Strahl bewegungen. Dies macht diese Methode ungeeignet z.B. für ein servogesteuertes Strahl-Stabilisierungsgerät, sie kann sich jedoch eignen zum Nachführen eines Strahles in eine gewünschte Richtung, wenn die Ansprechzeit ohne Bedeutung ist.It is often necessary to determine the direction of a ray of radiation to change or control, and the easiest way to do this is to use the radiation source itself together with the associated optical elements, such as the lenses. In some cases, however, this is inexpedient or even impossible, especially if the Radiation source is large. It is known to use a pair of mirrors which can be rotated about mutually perpendicular axes or a gimballed mirror. However, these solutions are very complex and require a lot of space or space. In British Patent No. 1,521,931, another technique is described which uses two optical wedges that surround a common Axis are rotatable along which the radiation enters the device. This allows the beam to go in any direction move within a cone. However, small movements of the beam in the vicinity of the center of the image field require large angular movements the wedges. Since the speed at which these can be moved is limited, this leads to long response times desired jet movements. This makes this method unsuitable e.g. for a servo-controlled beam stabilization device, it can however, they are suitable for tracking a beam in a desired direction when the response time is of no importance.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern der Richtung eines Strahles einer optischen Strahlung zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet.The invention is therefore based on the object of providing a device for To provide control of the direction of a beam of optical radiation which avoids the aforementioned disadvantages.
Nach der Erfindung ist hierzu eine optische Vorrichtung zum Steuern der Richtung eines Strahles einer optischen Strahlung vorgesehen, die auf die Vorrichtung längs deren optischer Achse auftrifft, mit ersten und zweiten Linsen, von denen jede eine ebene Fläche und eine sphärisch gekrümmte Fläche aufweist und die mit ihren gekrümmten Flächen benachbart zueinander angeordnet und durch einen Spalt von im wesentlichen gleichmäßiger Breite getrennt sind, der klein ist gegenüber dem Krümmungsradius jeder der gekrümmten Flächen, ferner mit Einrichtungen zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwischen den beiden Linsen um Achsen, die durch die KrümmungsZentren der gekrümmten Flächen senkrecht zur optischen Achse und in einem Winkel zueinander verlaufen.According to the invention for this purpose there is an optical device for controlling the direction of a beam of optical radiation which impinges on the device along its optical axis is provided with first and second lenses each of which has a flat surface and a spherically curved surface and which have their curved ones Faces are disposed adjacent to one another and separated by a gap of substantially uniform width that is small with respect to the radius of curvature of each of the curved surfaces, further comprising means for producing relative movement between the two lenses about axes passing through the centers of curvature of the curved Surfaces run perpendicular to the optical axis and at an angle to one another.
Die Einrichtungen zur Erzeugung der Relativbewegung können automatisch auf ein Bedarfs-Eingangssignal ansprechen, das eine erforderliche Strahlrichtung darstellt.The devices for generating the relative movement can be automatic are responsive to a demand input signal representing a required beam direction.
Die Bezeichnung "optische Strahlung" umfaßt nicht nur Strahlung im sichtbaren Teil des Spektrums, sondern auch Strahlung in angrenzenden Teilen des Spektrums, die den optischen Gesetzen gehorchen. Diese umfaßt z.B. Infrarot-Strahlung und Ultraviolett-Strahlung.The term "optical radiation" does not only include radiation in the visible part of the spectrum, but also radiation in adjacent parts of the spectrum that obey the laws of optics. These includes, for example, infrared rays and ultraviolet rays.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in derExemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing, in which
Fig. 1 perspektivisch die Anordnung von zwei Linsen zeigt.Fig. 1 shows in perspective the arrangement of two lenses.
Fig. 2 und 3 zeigen im Schnitt die Linsen in verschiedenen Positionen relativ zueinander.Fig. 2 and 3 show in section the lenses in different positions relative to each other.
Fig. 4 und 5 zeigen die Wirkung der Bewegung einer oder beider der Linsen.Figures 4 and 5 show the effect of moving one or both of the Lenses.
Fig. 6 und 7 zeigen im Schnitt praktische Ausführungsformen der Vorrichtung.6 and 7 show practical embodiments of the device in section.
Fig. 8 zeigt schematisch einen Steuerkreis.Fig. 8 schematically shows a control circuit.
Fig. 9 zeigt einen Servokreis mit einer modifizierten Rückkopplung.Fig. 9 shows a servo circuit with a modified feedback.
Fig. 1 zeigt eine erste Linse 10 und eine zweite Linse 11, die um eine optische Achse 12 angeordnet sind. Die Linse 10 hat eine ebene Fläche und eine konvexe Fläche, während die Linse 11 eine ebene Fläche und eine konkave Fläche hat. Die gekrümmten Flächen der Linsen sind benachbart zueinander angeordnet. Die Linsen sind relativ zueinander beweglich, wobei jede um eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur optischen Achse 12 liegt. Das heißt, die Linse 10 ist um eine Achse und die Linse 11 ist um eine Achse 14 schwenkbar bzw. drehbar. Die Achsen 13 und 14 liegen vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, senkrecht zueinander.Fig. 1 shows a first lens 10 and a second lens 11, the around a optical axis 12 are arranged. The lens 10 has a flat surface and a convex surface, while the lens 11 has a flat surface and has a concave face. The curved surfaces of the lenses are arranged adjacent to one another. The lenses are relative to each other movable, each being pivotable about an axis which is perpendicular to the optical axis 12. That is, the lens 10 is about an axis and the lens 11 is pivotable or rotatable about an axis 14. The axes 13 and 14 are preferably, but not necessarily, perpendicular to each other.
Fig. 2 zeigt im Schnitt die beiden Linsen in ihrer normalen Position, in welcher ein durch die .Linsen durchlaufender Lichtstrahl nicht abgelenkt wird. In der Figur erkennt man, daß die beiden Linsen so angeordnet sind, daß ein schmaler Spalt 15 gleichmäßiger Breite zwischen ihren gekrümmten Oberflächen vorhanden ist. Der Spalt sollte klein sein im Verhältnis zum Krümmungsradius jeder der gekrümmten Oberflächen. Um einen Spalt gleichmäßiger Breite zu schaffen, sollten die beiden Linsen denselben Krümmungsmittelpunkt haben, und um den gleichmäßigen Spalt aufrechtzuerhalten, wenn sich die Linsen relativ zueinander bewegen, müssen die Drehachsen 13 und 14 durch diesen Krümmungsmittel punkt gehen. Kleine Abweichungen von einem perfekt gleichmäßigen Spalt können jedoch toleriert werden, abhängig von Dimensionen. Die Abweichung von einem .gleichmäßigen Spalt, die zugelassen werden kann, hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich dem gewünschten maximalen Ablenkwinkel, dem Brechungsindex des Linsenmaterials und der Wellenlänge der Strahlung. Fig. 2 shows in section the two lenses in their normal position, in which a light beam passing through the lenses is not deflected will. In the figure it can be seen that the two lenses are arranged so that a narrow gap 15 of uniform width between their curved surfaces is present. The gap should be small in relation to the radius of curvature of each of the curved surfaces. To create a gap of uniform width, the two lenses should have the same center of curvature, and around the To maintain a uniform gap when the lenses move relative to one another, the axes of rotation 13 and 14 must pass through them Go to the center of curvature. Small deviations from a perfect however, even gap can be tolerated, depending on dimensions. The deviation from a .even gap that allowed depends on a number of factors, including the desired maximum deflection angle, the refractive index of the lens material and the wavelength of the radiation.
Sind, wie Fig. 2 zeigt, die Linsen symmetrisch um die optische Achse angeordnet, so ist ihre Wirkung die eines Glasblockes mit parallelen Seiten. Ein durch die beiden Linsen durchlaufender Lichtstrahl wirdAs shown in FIG. 2, the lenses are symmetrical about the optical axis arranged, their effect is that of a glass block with parallel sides. A light beam passing through the two lenses becomes
daher aus seiner Richtung nicht abgelenkt.therefore not distracted from its direction.
In Fig. 3 ist die Linse 10 um die Achse 13 so gedreht, daß die ebenen Flächen der Linse nicht mehr parallel sind. Dies führt zu einer Ablenkung eines Lichtstrahles, wie nachfolgend beschrieben wird. Die andere Linse 11 kann gleichzeitig um die Achse 14 gedreht werden, um eine Ablenkung in einer zweiten Ebene zu bewirken.In Fig. 3, the lens 10 is rotated about the axis 13 so that the flat Faces of the lens are no longer parallel. This creates a distraction of a light beam as described below. The other lens 11 can be rotated about the axis 14 at the same time, to create a distraction in a second plane.
Fig. 4 zeigt die Situation, wenn die plankonvexe Linse 10 um die Achse 13 gedreht worden ist. Der Effekt besteht darin, ein Prisma zu schaffen, dessen Seiten durch die ebenen Oberflächen der beiden Linsen gebildet sind. Die ebene Fläche der Linse 11 liegt senkrecht zur optischen Achse 12, weshalb keine Brechung an dieser Oberfläche erfolgt. Die Linse 10 ist jedoch geschwenkt, so daß der Winkel zwischen den beiden ebenen Flächen gleich α ist. Der Lichtstrahl trifft auf die andere Fläche mit einem Einfallswinkel i und verläßt sie unter einem Brechungswinkel r. Der Ablenkwinkel des Lichtstrahles ist somit (r-i). Der Einfallswinkel i ist gleich dem Winkel α des wirksamen Prismas, und die Einfalls- und Ausfallswinkel können dargestellt werden durch den Ausdruck sin r/sin i = μ, worin μ der Berechungsindex des Linsenmaterials relativ zur Luft ist. Es kann daher gezeigt werden, daß der Ablenkwinkel D des Lichtstrahles gegeben ist durch den AusdruckFig. 4 shows the situation when the plano-convex lens 10 around the Axis 13 has been rotated. The effect is to create a prism whose sides are crossed by the flat surfaces of the two Lenses are formed. The flat surface of the lens 11 is perpendicular to the optical axis 12, which is why there is no refraction on this surface he follows. The lens 10 is pivoted, however, so that the angle between the two flat surfaces is equal to α. The light beam hits the other surface with an angle of incidence i and leaves they at an angle of refraction r. The deflection angle of the light beam is thus (r-i). The angle of incidence i is equal to the angle α of the effective prism, and the angles of incidence and reflection can are represented by the expression sin r / sin i = μ, where μ is the refractive index of the lens material relative to air. It can hence it can be shown that the deflection angle D of the light beam is given by the expression
D = sin (μ5ΐη α) - αD = sin (μ5ΐη α) - α
Wenn die Schwenkung der Linse 10 und damit der Winkel α klein ist, so gilt angenähertIf the pivoting of the lens 10 and thus the angle α is small, so approximates
D = α (μ-1)
Die Ablenkung ist damit direkt auf die Bewegung der Linse 10 bezogen.D = α (μ-1)
The deflection is thus directly related to the movement of the lens 10.
-SS--SS-
Wenn die plan-konkave Linse 11 bewegt wird, ist die Situation etwas anders, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Der Effekt besteht wiederum . darin, ein Prisma zu schaffen, das durch die ebenen Flächen der Linsen gebildet ist. In diesem Fall ist jedoch die ebene Fläche der Linse 10 senkrecht zur optischen Achse 12. Es tritt daher eine Brechung an der ebenen Fläche der Linse 11 auf, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Da der Lichtstrahl auf die ebene Fläche der Linse 10 unter einem Winkel auftrifft, entsteht auch an dieser Fläche eine Brechung. Es ergibt sich jedoch, daß die Ablenkung des Lichtstrahles nur durch den Brechungswinkel r2 an der zweiten Fläche bestimmt ist.When the plano-concave lens 11 is moved, the situation is somewhat different, as shown in FIG. The effect is there again. in creating a prism formed by the flat faces of the lenses. In this case, however, the flat surface of the lens 10 is perpendicular to the optical axis 12. Therefore, refraction occurs on the flat surface of the lens 11 as shown in the drawing. Since the light beam strikes the flat surface of the lens 10 at an angle, a refraction also occurs on this surface. It turns out, however, that the deflection of the light beam is only determined by the angle of refraction r 2 on the second surface.
Der Einfallswinkel i. an der ersten Fläche ist gleich dem Prismenwinkel α, und der Einfallswinkel i2 an der zweiten Fläche ist gegeben durchThe angle of incidence i. on the first surface is equal to the prism angle α, and the angle of incidence i 2 on the second surface is given by
i2 = I1 - rr i 2 = I 1 - r r
worin r. der Brechungswinkel an der zweiten Oberfläche ist. Daher gilt i2 = α - r, where r. is the angle of refraction at the second surface. Hence i 2 = α - r,
sowie sin ro as well as sin r o
sin I2
worin μ wiederum der Brechungsindex von Glas zu Luft ist. sin I 2
where μ is again the index of refraction from glass to air.
Damit ergibt sich ferner sin r. = sin i.This also gives sin r. = sin i.
und daraus sin r2 = psin [α - sin" (sin α/μί|.
Damit ist der Ablenkwinkel D gegeben durch den Ausdruck
D = sin" μειη ja - sin" (sin α/μ)].and from this sin r 2 = psin [α - sin "(sin α / μί |.
Thus the deflection angle D is given by the expression
D = sin "μειη yes - sin" (sin α / μ)].
Wenn alle Winkel klein sind, ergibt sich angenähert
D = α(μ - 1).If all angles are small, then approximates
D = α (μ - 1).
Dieser Annäherungswert ist derselbe, wie der der sich bei einer Bewegung der anderen Linse ergibt.This approximation is the same as that of moving the other lens results.
Es wurde oben vorgeschlagen, jede Linse relativ zur optischen Achse um
eine Achse senkrecht zur optischen Achse zu schwenken. Vorzugsweise
sind die beiden Drehachsen oder Schwenkachsen senkrecht zueinander.
Alternativ ist es möglich, eine Linse relativ zur optischen Achse
zu fixieren und die andere um zwei senkrecht zueinander!iegende
Achsen zu drehen. Fig. 6 und 7 zeigen eine Anordnung, die in jeder
dieser Weisen benutzt werden kann.It has been suggested above to pivot each lens relative to the optical axis about an axis perpendicular to the optical axis. Preferably
the two axes of rotation or pivot axes are perpendicular to each other.
Alternatively, it is possible to have a lens relative to the optical axis
to fix and the other by two perpendicular!
Axes to rotate. Figs. 6 and 7 show an arrangement used in each
these ways can be used.
Die Vorrichtungen nach den Fig. 6 und 7 haben einen äußeren Träger 60,
der zweckmäßigerweise rohrförmig ausgebildet ist und fluchtend um die
optische Achse 12 der Vorrichtung angeordnet ist. Der äußere Träger 60 trägt eine der Linsen, in diesem Fall die plan-konkave Linse 11, die
durch einen Haltering 61 in ihrer Position gehalten ist. In dem äußeren Träger 60 ist koaxial mit ihm ein Zwischenelement 62 in Form eines Rohres
angeordnet. Dieses ist drehbar um eine Achse 63 abgestützt, die durch und senkrecht zur optischen Achse 12 verläuft und diese im Krümmungsmittelpunkt der gekrümmten Oberfläche der Linse 11 schneidet. Ein
Stellmotor 64 und ein Winkel-Aufnehmer 65 bilden die Abstützungen für
das Rohr 62.The devices according to FIGS. 6 and 7 have an outer carrier 60 which is expediently tubular and is arranged in alignment around the optical axis 12 of the device. The outer carrier 60 carries one of the lenses, in this case the plano-concave lens 11, which is held in its position by a retaining ring 61. An intermediate element 62 in the form of a tube is arranged coaxially therewith in the outer carrier 60. This is supported rotatably about an axis 63 which runs through and perpendicular to the optical axis 12 and intersects this at the center of curvature of the curved surface of the lens 11. A
Servomotor 64 and an angle sensor 65 form the supports for the pipe 62.
Das Rohr selbst trägt einen inneren Träger 66, der seinerseits die plankonvexe Linse 10 trägt. Der innere Träger 66 ist drehbar um eine Achse 67,The tube itself carries an inner support 66, which in turn is the plano-convex Lens 10 carries. The inner carrier 66 is rotatable about an axis 67,
die durch die optische Achse 12 und den Krümmungsmittelpunkt der gekrümmten Flächen der Linsen geht und senkrecht zur optischen Achse 12 und zur Achse 63 verläuft. Ein Stellmotor 68 und ein Winkel-Aufnehmer bzw. Winkelgeber 69 bilden die Abstützungen für den inneren Träger 66.that through the optical axis 12 and the center of curvature of the curved Faces of the lenses and runs perpendicular to the optical axis 12 and to the axis 63. A servomotor 68 and an angle sensor or angle sensors 69 form the supports for the inner carrier 66.
Wenn beide Linsen 10 und 11 gedreht werden sollen, ist das Rohr 62 an einer Halterung befestigt, wobei die Träger 60 und 66 schwenkbar um die senkrecht zueinander! iegenden Achsen 63 und 67 eingebaut bzw. angeordnet sind. Alternativ kann der äußere Träger 60 zusammen mit der Linse 11 fest angeordnet sein. Der innere Träger 6.2 und die Linse 10 sind dann um beide Achsen 63 und 67 kardanisch bewegbar. Die Stellmotoren und die Winkelgeber auf den beiden Achsen ermöglichen es, die Vorrichtung automatisch zu steuern. Da die Strahlablenkung auf die Winkelablenkung bzw. Winkel bewegung einer oder jeder Linse bezogen werden kann, läßt sich ein einfaches automatisches Steuersystem schaffen.When both lenses 10 and 11 are to be rotated, the tube 62 is on attached to a bracket, the carriers 60 and 66 pivotable about the perpendicular to each other! ing axes 63 and 67 installed or arranged are. Alternatively, the outer carrier 60 can be arranged fixedly together with the lens 11. The inner carrier 6.2 and the lens 10 are then cardanically movable about both axes 63 and 67. The servomotors and the angle encoders on the two axes make it possible to to control the device automatically. Since the beam deflection is related to the angular deflection or angular movement of one or each lens a simple automatic control system can be provided.
Wie oben erläutert, ist für die Bewegung jeder Linse der Ablenkwinkel des Lichtstrahles D annähernd gegeben durchAs explained above, for the movement of each lens is the deflection angle of the light beam D approximately given by
D = α (u - 1),D = α (u - 1),
worin α der Winkel des Prismas ist, der durch die beiden ebenen Flächen der beiden Linsen gebildet wird. Dieser Winkel α ist der Winkel, um den die Linse aus der Bezugsposition herausgeschwenkt wird, in welcher die ebene Oberfläche senkrecht zur optischen Achse der Vorrichtung liegt. In einem Steuersystem ist es dieser Winkel α, der variiert wird und er ist gegeben durch den Ausdruckwhere α is the angle of the prism that passes through the two planes Surfaces of the two lenses is formed. This angle α is the angle by which the lens is pivoted out of the reference position in which the flat surface is perpendicular to the optical axis of the device. In a control system it is this angle α, which is varied and it is given by the expression
α = D/(m - 1).α = D / (m - 1).
Eine Steuerschaltung muß daher das Verhältnis 1/(μ -1) an den Bedarfseingang legen, um die erforderliche .Linsenposition um eine Achse zu erhalten. Die Vorrichtungen nach den Fig. 6 und 7 ermöglichen die Verwendung eines Servo-Systems, und eine Schaltung eines solchen Systems ist in Fig. 8 gezeigt.A control circuit must therefore apply the ratio 1 / (μ -1) to the demand input in order to achieve the required lens position about an axis obtain. The devices of FIGS. 6 and 7 enable the use of a servo system and a circuit of such a system is shown in FIG.
-JS --JS -
Fig. 8 zeigt ein einfaches System für eine Achse der Vorrichtung, das von der obigen 'Annäherung Gebrauch macht. Der Bedarfseingang D wird angelegt über einen Widerstand R1 an den Eingang eines Servoverstärkers 81, dessen Ausgang den Servomotor 82 und damit eine der Linsen 10 oder 11 steuert. Der Geber 83 ist mechanisch mit der Linse gekoppelt und liefert ein Rückkopplungssignal, das über einen Widerstand R2 an den Eingang des Verstärkers 81 gelegt wird.Figure 8 shows a simple system for one axis of the device which makes use of the above approach. The demand input D is applied to the input of a servo amplifier via a resistor R1 81, the output of which the servo motor 82 and thus one of the Lenses 10 or 11 controls. The transmitter 83 is mechanically coupled to the lens and provides a feedback signal that is passed through a resistor R2 is applied to the input of amplifier 81.
Es ergibt sichIt surrenders
D = αD = α
wobei D = α(μ-1) ist,where D = α (μ-1),
woraus sich ergibtfrom which it follows
α(μ-1) _ α
"~Rl " "R? α (μ-1) _ α
"~ Rl""R?
oder R1 ,or R1,
Wenn somit die Werte der Widerstände R1 und R2 so gewählt werden, daß sie die obige Bedingung erfüllen, folgt das System automatisch dem gewünschten Gesetz.Thus, if the values of the resistors R1 and R2 are chosen so that if they meet the above condition, the system automatically follows the desired law.
Wenn die Annäherung nicht ausreicht, entweder aus Gründen der Genauigkeit, oder weil größere Winkelauslenkungen erforderlich sind, kann das in Fig. gezeigte alternative Servo-System verwendet werden.If the approximation is insufficient, either for reasons of accuracy, or because larger angular deflections are required, the alternative servo system shown in Figure 1 can be used.
Das Servo-System nach Fig. 9 hat eine modifizierte Rückkopplungsschleife, die den nicht-linearen Zusammenhang zwischen dem geforderten Lichtstrahl-Winkel und der Linsen-Position berücksichtigt. Wie üblich, wird der Bedarfseingang D an eine Differenzschaltung 91 gelegt, wo das Rückkopplungssignal abgezogen wird, um das Fehlersignal zu bilden. Dieses Fehlersignal geht an einen Servoverstärker 92 und dann an den Schaltmotor 93, der die Linse antreibt. Der Aufnehmer, bzw. Geber 94 ist mechanischThe servo system of FIG. 9 has a modified feedback loop, the non-linear relationship between the required Beam angle and lens position are taken into account. As usual, the demand input D is applied to a differential circuit 91, where the Feedback signal is subtracted to form the error signal. This error signal goes to a servo amplifier 92 and then to the switch motor 93 that drives the lens. The pickup or transmitter 94 is mechanical
mit der Linse gekoppelt, wie die Fig. 6 und 7 zeigen. Wenn der Geber einen analogen Ausgang abgibt, wird dieser an einen Analog-Digital-Wandler 95 gelegt. Der Ausgang des Wandlers 95 wird an ein Read-only-Memory 96 gelegt, an das zuvor ein Korrekturfaktor gegeben worden ist, der für jede Veränderung der Position der wirklichen Linsenposition entspricht. Der Korrekturfaktor wird durch einen Digital-Analog-Wandler 97 zurück in analoge Form umgewandelt. Der Korrekturfaktor und der ursprüngliche Ausgang des Gebers werden in einem Summierverstärker 98 addiert, dessen Ausgang an die Differenzschaltung 91 gelegt wird.coupled to the lens, as FIGS. 6 and 7 show. If the giver emits an analog output, this is applied to an analog-digital converter 95. The output of converter 95 is sent to read-only memory 96, to which a correction factor has previously been given, which for each change in the position of the actual lens position is equivalent to. The correction factor is provided by a digital-to-analog converter 97 converted back to analog form. The correction factor and the original output of the encoder are in a summing amplifier 98 is added, the output of which is applied to the differential circuit 91.
Der Steuerkreis kann variiert werden. Beispielsweise kann der Korrekturwert an den Bedarfseingang gelegt werden, ehe er an die Differenzschaltung 91 gelegt wird, wobei in diesem Fall der Read-only-Speicher nur den Bedarfs-Eingangswinkel direkt in die Linsenposition umformt, die erforderlich ist, um diesen Winkel zu erreichen.The control circuit can be varied. For example, the correction value be applied to the demand input before it is applied to the differential circuit 91, in which case the read-only memory only converts the required input angle directly into the lens position, which is required to achieve this angle.
Für jede Bewegungsachse des Linsensystemes ist eine separate Steuerschaltung erforderlich, unabhängig, ob eine Linse um zwei Achsen oder jede Linse um ihre eigene Drehachse bewegt wird.There is a separate control circuit for each axis of movement of the lens system required regardless of whether a lens is moved around two axes or each lens is moved around its own axis of rotation.
Die Vorrichtung kann auch manuell gesteuert werden.The device can also be controlled manually.
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