SU1091255A1

SU1091255A1 - Photodetector for optical sweep system

Info

Publication number: SU1091255A1
Application number: SU823433758A
Authority: SU
Inventors: Константин Иванович Богатыренко; Александр Витальевич Горушкин; Александр Иванович Кваша; Валентин Евстафьевич Тырса
Original assignee: Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1984-05-07

Abstract

1. ФОТОПРИЕМНИК ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ, содеркащий входное устройство, чувствительный элемент и блок обработки сигналов , отличающийс тем. /J что, с целью упрощени конструкциии расширени функциональных возможностей , входное устройство содердит подвижный уголковый нож с механизмом юстировки его рабочей кромки относительно плоскости развертки по п ти .степен м свободы, установленный независимо от остальных элементов фотоприемника , и неподвижный полупрозрачный диффузно-рассеивающий экран, размещенный кежцу передней плоскостью уголкового ножа и фоточувствительной п-пощадкой чувствительного элемента, причем плоскость экрана параллельна плоскости фоточувствительной площадки, а рабоча кромка уголко5 вого ножа находитс на передней плоскости уголкового ножа и перпендикул рна к плоскости развертки. liwia1. A PHOTO-RECEIVER FOR THE OPTICAL DISPLACEMENT SYSTEM, containing an input device, a sensing element and a signal processing unit, different in that. / J that, in order to simplify the design and expand the functionality, the input device contains a movable corner knife with a mechanism for adjusting its working edge relative to the scanning plane according to five degrees of freedom, installed independently of the other elements of the photodetector, and a fixed semi-transparent diffuse-scattering screen, placed by the kezhtsu front plane of the angle knife and the photosensitive p-grace of the sensitive element, the screen plane parallel to the photosensitive plane The site is located on the front plane of the angle knife and is perpendicular to the plane of the sweep. liwia

Description

2. Фотоприемник по п о т л и чающийс тем, что уголковый нож через механизм юстировки св зан с кронштейном, жестко закрепленным неподвижном основании независимо от остальных элементов фотоприемника, а механизм юстировки содерлсит п ть микрометрических винтов, два из которых ввинчены в переднюю плоскость уголкового нока, а три другие в2. A photodetector according to claim l and the fact that the corner knife is connected via an alignment mechanism with a bracket rigidly fixed to a fixed base independently of the other elements of the photodetector, and the adjustment mechanism contains five micrometric screws, two of which are screwed into the front corner plane but three others in

его боковую плоскость, причем оси винтов, ввинченных в переднюю плоскость ножа, лежат в плоскости,параллельной его боковой плоскости, а винтЫэ ввинченные в боковую плоскос уголковогб ножа, не лежат на одной пр мой, дл кинематической св зи уголкового ножа и крони1тейна между ними установлена пружина раст жени .its lateral plane, with the axes of the screws screwed into the front plane of the knife, lie in a plane parallel to its lateral plane, and the screws screwed into the lateral plane of the corner of the knife are not on the same straight line, for the kinematic connection of the angle knife and the bracket between them tension spring.

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть исполь зовано в устройствах дл измерени углов, неравномерности скорости вращени и считывани графической инс}юрмации ,The invention relates to a measurement technique and can be used in devices for measuring angles, uneven rotational speeds and reading graphic insights,

В известных устройствах фотоприемники устанавливаютс в плоскости вращени оптического луча,.In known devices, photodetectors are mounted in the plane of rotation of the optical beam ,.

При попадании луча на чувстви- , тельный элемент фотоприемника на выходе последнего вырабатываетс импульс , временное положение которого вл етс информативным параметром . устройстве Дл надежного захваталуча входное устройство приемника выполн ют в виде щелевой диафрагмы (входного окна). Плоскость развертки луча AOJDKHa перпег-здикул рна входном окну, В этом случае при неболь 1.их наклонах плоскости развертки работоспособность устройства не нарушаетс и сни;каютс требовани к точности установки системы Свет проход щий через входное окно, собираетс оптикой На чувствительном элементе 5 сигнал с выхода которого подаетс через схему формировани нз измеритель 11.When a beam hits a sensor element of a photodetector, a pulse is generated at the output of the photodetector, the temporal position of which is an informative parameter. device For reliable gripping the input device of the receiver is made in the form of a slit diaphragm (input window). The sweep plane of the AOJDKHa beam is perpendicular to the input window. In this case, at a slight slope of the scanning plane, the device’s performance is not impaired and the installation accuracy of the light is reduced. The light passing through the input window is collected by optics. the output of which is fed through the formation circuit of the nz meter 11.

гg

Недостатком данного фотоприемк.. . ка вл етс то, что предъ вл ютс . жесткие требовани к точности ИЗГОТО лени входного окна и установке его относительно плоскости развертки Дл точной ориентировки входного окн фотоприемник необходимо устанавливат на юстировочное устройство с п тью степен ми свободы (три по пр моугольЩ1Ы координатным ос м и две по угло-вым координатам),The disadvantage of this photodetection ... This is what is presented. Strict requirements for the accuracy of the HARDENING of the input window and its installation relative to the scanning plane. For accurate orientation of the input window, the photodetector must be installed on an alignment device with 5 degrees of freedom (three along right angles of coordinates and two along the angular coordinates),

22

Наиболее близким к предлагаемому вл етс фотоприемник дл оптической развертывающей системы, содержащий входное устройство, чувствительныйClosest to the present invention is a photodetector for an optical scanning system, containing an input device sensitive

элемент, блок обработки сигналов Г2. Недостатками известного устройства вл ютс его сложность, наличие дорог госто щей оптики и всего двух степеней свободы,element, signal processing unit G2. The disadvantages of the known device are its complexity, the availability of expensive optics and only two degrees of freedom,

Цель изобретени - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей устройства.The purpose of the invention is to simplify the design and expand the functionality of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что 3 фстоприемнике дл оптическойThe goal is achieved by the fact that 3 optical receivers for optical

разиертывающей системы, содержащем входное устройство, чувствительный элемент и блок обработки сигналов, входное устройство содерл ит подвижный уголковый нож с механизмом юстировки его рабочей кромки относительно плоскости развертки по п ти степе- к м свободы, установленг-аш независимо от остальньк элемептов фотоприемника , и неподвижный полупрозрачньшa demanding system containing an input device, a sensitive element and a signal processing unit, the input device contains a movable corner knife with a mechanism for adjusting its working edge relative to the scanning plane according to five degrees of freedom, installed independently of the rest of the photodetector elements, and fixed translucent

дИ(}14)узно-рассиваюЕ;ий экран, размещенньй межд,у передней плоскостью уголкового ножа и фоточувствительпой площадкой чувствительного элемента ., причем плоскость экрана параллельна плоскости фоточувствительной площад.ки, а рабоча кромка уголкового ножа находитс на передней плоскости уголкового ножа и перпендикул рна к плоскости развертки.DI (} 14) is a patterned screen; located between the front plane of the angle knife and the photosensitive pad of the sensing element. The screen plane is parallel to the plane of the photosensitive area, and the working edge of the angle knife is on the front plane of the angle knife and the perpendicular rna to the scanning plane.

Кроме того, уголковьй нож через механизм юстировки св зан с кронштейном , жестко закрепленным на неподвюкном основании независимо от остальных элементов фотоприемника, аIn addition, the corner knife is connected via an alignment mechanism with a bracket rigidly mounted on a non-basement substrate, independently of the other elements of the photodetector, and

механизм юстировки содержит п ть .микрометрических винтов, два из которых ввинчены в переднюю плоскость уголкового ножа, а три другие ,р его боковую плоскость, причем оси винтов, ввинченных в переднюю плоскость ножа, лежат в плоскости, пара лельной его боковой плоскости, а ви ты, ввинченные в боковую плоскость уголкового ножа, не лежат на одной пр мой, а дл кинематической св зи уголкового ножа и кронштейна между ними установлена пружина раст жени На фиг.1 представлено устройство общий вид; на фиг.2 - механизм юсти ровки уголкового ножа относительно кронштейна. Устройство содержит уголковый нож 1, полупрозрачный диффузно-рассеивающий экран 2, чувствительный элемент 3, блок 4 обработки сигналов , непрозрачный кожух 5, кронштейн 6, неподвижное основание 7, микрометрические винты 8, крепежные винты 9, пружину 10 раст жени , рабочую кромку 11 уголкового ножа 1, переднюю плоскость 12 ножа 1, боковую плоскость 13 ножа 1, фоточувствительную площадку 14 чувствительно го элемента 3, световой луч ff . Чувствительный элемент 3 и блок 4 о работки сигналов наход тс внутри непрозрачного кожуха 5. Полупрозрач ный экран 2 установлен в передней части кожуха параллельно рабочей кромке 11 уголкового ножа 1 и фоточувствительной площадке 4 чувствительного элемента 3. Уголковый нож 1, имеющий боковую плоскость 13 и переднюю плоскость 1 соединен при помощи механизма юстировки с кронштейном б, закрепленном жестко на неподвижном основании 7 при помощи винтов 9. Кожух 5 крепит на неподвижном основании также при помощи винтов 9. На фиг.2 представлен уголковый нож 1 с механизмом дл юстировки ег рабочей кромки 11 относительно плос кости развертки. Механизм юстиров .ки состоит из п ти винтов 8 с микро метрической резьбой и пружины 10 раст жени . При этом три винта 8 ввинчены в боковую плоскость 13, а два других в перед -иою плоскость 1 уголкового ножа 1. Устройство работает следующим образом. При помощи пружины 10 раст жени и БИНТОВ Bj расположенных на плоскост х таким образом, как показано на фиг.2, рабоча кромка 11 уголкового ножа юстируетс относительно плоскости развертки луча (неподвижного основани ) по п ти степел м свободы - трем линейным и двум угловым. Юстировка осуществл етс ввинчиванием ( вывинчиванием) одного или нескольких винтов 8. При движении светового луча 0 (фиг.1) в направлении, указанном на чертеже стрелкой, момент приема его чувствительным элементом 3 фотоприемника определ етс положением рабочей кромки 11 уголкового ножа 1 в пространстве. Чувствительный элемент имеет, как правило, широкую диаграмму направленности и малые размеры чувствительной площадки. Полупрозрачный диффузно-рассеивающий экран обеспечивает диффузное рассеивание светового луча ф и, таким образом, прием последнего . чувствительным элементом с любой точки поверхности экрана 2 без установки дополнительной оптики. Если бы экран отсутствовал, то световой луч Ф не попадал бы на чувствительную площадку при смев;енки плоскости развертк. Выполнение входного устройства фотопркемника в виде полупрозрачного ди44Узно-рассеивоюш,его экрана с установленным перед ним yгo.лкoвы I нолчом, положение рабочей кромки которогО относительно плоскости развертки регулируетс при помощи i-sexaнйзма юстировки ,улучш:ает функцлокгитьнъ;е возможности предлагаемого фотоприемника , так как обеспечиваютс одинаковые услови приема светокого луча при прохохсдзкии им любой точки рабочей кромки уголкоЕого Нхэкй и исключаетс необходимость ИСАЮЛЬЗОвани дополнительной дорогосто щей оптики дл сбора света на 4)оточувст-вительной площадке чувств;- тел; юго элемзнта. Кроме того, независима установка уголкового ножа на неподвижном основании позвол ет производить быструю замену остальных элементов фотоприемника без нарушени юстировки, при этом юстйровочный механизм имеет простую, компактную конструкцию и обеспеч11вает необходимое число степеней свободы (п ть)„the adjustment mechanism contains five micrometer screws, two of which are screwed into the front plane of the angle knife, and the other three, p its side plane, and the axes of the screws screwed into the front plane of the knife lie in a plane parallel to its side plane, and you, screwed into the side plane of the angle knife, do not lie on one straight line, but for the kinematic connection of the angle knife and the bracket a tension spring is installed between them. Figure 1 shows a general view of the device; Figure 2 shows the mechanism for adjusting the angle knife relative to the bracket. The device contains an angle knife 1, a translucent diffuse-scattering screen 2, a sensitive element 3, a signal processing unit 4, an opaque housing 5, a bracket 6, a fixed base 7, micrometric screws 8, fastening screws 9, an extension spring 10, a working edge 11 of the corner knife 1, front plane 12 of knife 1, side plane 13 of knife 1, photosensitive pad 14 of sensing element 3, light beam ff. The sensing element 3 and the signal processing unit 4 are located inside the opaque casing 5. The translucent screen 2 is installed in the front part of the casing parallel to the working edge 11 of the angle knife 1 and the photosensitive pad 4 of the sensing element 3. The corner knife 1 has a lateral plane 13 and a front plane 1 is connected by means of an adjustment mechanism with a bracket b fixed rigidly on a fixed base 7 with screws 9. Casing 5 is fixed on a fixed base also with screws 9. Figure 2 shows the corners th knife 1 with the mechanism for adjusting er working edge 11 with respect to the plane sweep. The adjustment mechanism consists of five screws 8 with a micro metric thread and a tension spring 10. In this case, three screws 8 are screwed into the side plane 13, and the other two in front of the plane 1 of the angle knife 1. The device operates as follows. With the help of the tension spring 10 and BINT Bj located on planes in such a way, as shown in Fig. 2, the working edge 11 of the angle knife is aligned with the plane of the beam sweep (fixed base) according to five degrees of freedom - three linear and two angular. The adjustment is carried out by screwing in (unscrewing) one or several screws 8. When the light beam 0 (Fig. 1) moves in the direction indicated by an arrow in the drawing, the moment it is received by the photodetector sensor 3 is determined by the position of the working edge 11 of the angle knife 1 in space. The sensing element has, as a rule, a wide radiation pattern and small dimensions of the sensitive area. Translucent diffuse-scattering screen provides diffuse scattering of the light beam f and, thus, the reception of the latter. sensitive element from any point on the surface of the screen 2 without installing additional optics. If the screen were absent, then the light beam F would not hit the sensitive area when bold; Performing the input device of the photodruck in the form of a translucent dia44Use-dissipating, its screen with a frontal I installed in front of it, the position of the working edge of which relative to the flatness of the sweep is adjusted using the i-sex of the adjustment alignment, improves the functionality of the proposed photogenerator, improves the functionality of the proposed photogenerator alignment, improves the functionality of the offered photogenerator, and the possibilities of the proposed photogenerator alignment improve the functionality of the proposed photogridger, improve the functionality of the proposed photogenerator alignment, improve the functionality of the proposed photogenerator alignment, improve the functionality of the proposed photogenerator alignment, improve the functionality of the offered photogenerator, adjust the proposed photogenerator alignment, improve the functionality of the proposed photogenerator; the same conditions are achieved for receiving the light beam at any point of the working edge of the angle Hcqc when it goes through and eliminates the need for additional expensive optics for collect light 4) otochuvst pheno--site feelings - bodies; South Element In addition, the independent installation of the angle knife on a fixed base allows fast replacement of the remaining elements of the photodetector without disturbing the alignment, while the alignment mechanism has a simple, compact design and provides the required number of degrees of freedom (five) „

Claims

1. A photodetector for an optical development system, comprising an input device, a sensing element and a signal processing unit, characterized in that, in order to simplify the design and expand the functionality, the input device contains a movable corner knife with a mechanism for adjusting its working edge relative to the plane of the scan along five degrees of freedom, installed independently of the other elements of the photodetector, and a stationary translucent diffuse-scattering screen located between the front plane bone angular blade and the photosensitive sensor element pad, the screen plane is parallel to the plane of a photosensitive area, a working edge, the angle of the knife is located on the front plane of the blade and the angle perpendicular to the scanning plane.

ω (Ξ

Figure 1

2. The photodetector according to claim 1, characterized in that the angle knife through the adjustment mechanism is connected to an arm rigidly mounted on a fixed base independently of the other elements of the photodetector, and the adjustment mechanism contains five micrometric screws, two of which are screwed into the front plane of the angle knife, and the other three are in its lateral plane, and the axes of the screws screwed into the front plane of the knife lie in a plane parallel to its lateral plane, and the screws screwed into the side plane of the corner knives do not lie on one straight line, for kinematic connection of a corner knife and an arm, a tension spring is installed between them.