Автоколлиматор

 

АВТОКОЛЛИМАТОР, содержащий осветитель, марку, светоделитель, объектив, внешнее зеркало, устройство регистрации автоколлимационного изображения марки с системой отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен прямоугольным двугранным отражателем , отражающие грани которого обрац.ены к объективу, ребро отражателя расположено в одной плоскости с осью автоколлиматора и центрюм марки и имеет по крайней мере одну оОцую точку с плоскостью изображения , при этом отражатель и светоделитель расположены симметрично относительно оси автоколлиматора. 4j Л 00 а:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 С 02 В 27/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2953500/18-10 (22) 08. 07. 80 (46) 28. 02. 84. Бюл. Р 8 (72) УЗ.В.Елисеев и Ю.П.Контиевский (53) 535. 885 (088 ° 8) (56) 1. Афанасьев В.A., Усов В.С.

Оптические приборы и методы контроля прямолинейности в инженерной геодезии. M. Недра, 1973.

2. Гукайло M.ß. Основные принципы конструирования оптических контрольно-юстировочных приборов. М.-К., Машгиз, 1950, с.22-26.

„„ЯУ„„1О7 A (54) (57) АВТОКОЛЛИМАТОР, содержащий осветитель, марку, светоделитель, объектив, внешнее зеркало, устройство регистрации автоколлимационного изображения марки с системой отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен прямоугольным двугранным отражателем, отражакщие грани которого обращены к объективу, ребро отражателя расположено в одной плоскости с осью автоколлиматора и центром марки и имеет по крайней мере одну оЩую точку с плоскостью изображения, при этом отражатель и светоделитель расположены симметрично относительно оси автоколлиматора.

1О76е61

Изобретение отно<гится к оптичес= кой измерительной технике и может быть испОльзОванО в itpHбОРОсхрОении и машиностроении для измерения угловых и линейных смещений.

ИэвестeH aaTO«o tm

Однако чувствительность указанного 10 автоколлиматора пропорциональна двойному фокусному рассгоянию.

Наиболее близким к предлагаемому является автоколлиматор, содержащий осветитель, марку, светоделитель, объектив, внешнее зеркало и устройство регистрации автоколлимационного иэображения марки с системой отсчета (2).

Недостаток известного автоколлиматора также заключается в относительно невысоких чувствительности и гочности измерения отклонения внешнего зеркала.

Цель изобретения †. повышение чувствительнОсти BBTÎêoëëèìý.Tope, Поставленная цель достигается тем, что автоколлиматор, содержащий осветитель, марку, светоделитель, объектив, внешнее зеркало, устройство регистрации автоколлимационного .изображения марки с системой отсчета, снабжен прямоугольньм двугранньм отражателем, отражающие грани которого обращены к объективу, ребро отражателя расположено в одной плоскости с осью автоколлиматора и центром марки и имеет по крайней мере одну Общую топ<у с плоскостью иэображения, при этом отражатель и светоделитель расположены 40 симметрично относительно оси автоколлиматора,.

На фиг. 1 приведена функциональная схема автоколлиматора с плоским зеркалом и с параллельным ходом лучей между объективом и этим зеркалам и показан ход лучей в плоскости, перпендикулярной плоскости отклонения зеркала и проходяцей через ребро

5О двугранного отражателя; на фиг. 2 ход лучей в той же схеме автоколлиматора в плоскости отклонения зеркала и плоскости главного ссчения двугранного отражателя; на фиг. 3 схема автоколлиматора с внешним вог55 нутым зеркалом со сходящимся пучком лучей между объективом и зеркалом и показан ход лучей в плос:",ости, перпендикулярной плоскости отклонения зеркала и проходящей через ребро 60 двугранного отражателя; на фиг. 4 ход лучей в схеме автоколлиматора по фиг. 3 в плоскости Отклонения зеркала и плоскости главного сечения двугранного отражателя, которая усфокусное расстояние объектива; расстояние от точки пересечения ребра отражателя 7 с плоскостью Р изображения до оптической оси; удаление зеркала 6 от объектива. вогнутого сферического эеркаг,це

5 9 =Qt с+

5 5 p5t2

1 де g

1 радиус кри ви эны з еркала у расстояние между плоскостью марки 3 или плоскостью Р изображения и объективом; расстояние между объективом и передней плоскостью Р изображения.

Автоколлиматор работает следующим образом..

При измерении угловых смещений плоского зеркала 6 лучи от марки 3, отразившись ат светоделителя 4, направляются в объектив 5, который формирует параллельный пучок лучей.

Этот пучок лучей посл" отражения от зеркала 6 и прохождения через объекловно принята параллельной оптичес-, кой оси автоколлиматора.

Лвтоколлиматор содержит источник

1 света, конденсатор 2, марку 3, светоделитель 4, объектив 5, внешнее зеркало 6, прямоугольный двугранный отражатель 7, окулярный микрометр 8 и окуляр 9. Светоделитель 4 и двугранный отражатель 7 расположены симметрично по разные стороны оптической оси автоколлиматора. Отражающие грани отражателя 7 обращены к объективу 5, aего ребро расположено в одной плоскости с оптической осью и центром марки и имеет по меньшей мере одну общую точку с плоскостью

Р автоколлимационного изображения.

Плоскость Р на фиг, 1 и 2 совпадает с фокальной плоскостью объектива 5, а на фиг.3 и 4 сопряжена с передней плоскостью Р, совпадающей с центром кривизны вогнутого сферического зеркала.

В зависимости от удаления зеркала

6 от объектива а автоколлиматоре возникает виньетирование. Чтобы отражатель 7 не вызывал дополнительного виньетирования или чтобь-. виньетирование было минимальным, отражатель

7 уcTcLHBaëèaàþò с углом наклона егo ребра к плоскости Р, ко-.îðûé для автоколлиматора с в:-вешним плоским зеркалом определяется по формуле (г ::), = с<гс6 Р(2 т

1076 861

5( =ФГ

B„

Таким образом, чувствительностИ предлагаемого автоколлиматора вдвое вьа е, чем у известного. При сохране" нии чувствительности автоколлиматора

50 на уровне известного его размеры умены»аются благодаря возможности вдвое уменьшить Фокусное расстояние объектива. тив 5 образует в плоскости Р промежуточное изображение марки ° Пучок луч й, формирующих промежуточное изображение марки, попадает на отражатель 7,который возвращает его назад в объектив 5.Повторяя первоначально пройденный путь,но уже в обратном направлении, этот пучок лучей образует в плоскости отсчета изображение марки Ç.Таким образом, лучи, исходящие из марки З,дважды падают на зеркало б. 10

В плоскости отклонения зеркала б и плоскости главного сечения отражателя 7 осевой луч 10 от марки 3 падает на отклоненное на угол c{. зеркало 15 б, Отраженный луч 10 отклоняется от оптической оси на угол 2с(.. Ему соответствует луч 11, который, пройдя объектив 5 под углом 2 Ы. к оптической оси и последовательно отразившись от верхней и нижней граней

2О отражателя 7, под тем же углом 2 к оптической оси возвращается в объектив. В плоскости, проходящей через оптическую ось и ребро отражателя

7, луч 11 образует промежуточное

25 изображение 3 марки. Этому изображению соответствуют два мнимых

I иэображения 3 „и 3, расположенных в плоскости Р(на пересечении соответственно падающего 11 и отраженного 11 лучей с этой плоскостью.

Исходящий от изображения 3 луч 12 составляет с осью угол 2(, поскольку

2 мнимые иэображения 3 и 3 одинако1 2 во удалены от оптической оси, Угол падения луча 11 на зеркало б равен

ЗсС . Отразившись от зеркала б, луч

11 имеет угол наклона к оси, равный 4Ы. После отражения от зеркала б луч ll попадает в объектив и обI разует в плоскости Р наблюдаемре изображение 3 марки, положение ко(( торого определяется лучом 13, составляющим углом 4(с оптической осью. Таким ббразом, чувствительность автоколлиматора, пропорциональна учетверенному фокусному расстоянию объектива, При измерении линейных отклонений вогнутого сферического зеркала б между объективом 5 и зеркапом б проходит сходящийся пучок лучей.

При этом центр кривизны зеркала б совмещен с передней плоскостью Р иэображения автоколлиматора. В остальном ход лучей на фиг. 3 повторяет ход лучей на Фиг. 1.

На фиг. 4 осевой луч 14 от марки

3 падает на зеркало 6, оптическая ось которого смещена от оси автоколлиматора на расстояние Р перп(ндикулярно оси и ребру отражателя 7. В плоскости P луч 14 образует промежуточное изображение 3 марки, которое удалено от зеркала б на расстояние ( г(где f 3 — Фокусное расстояние зеркала б. Отраженный от зеркала б луч

14 в плоскости Р на расстоянии 0 от оси зеркала образует изображение

32 марки. В плоскости Р ему соот(( ветствует изображение 3„, которое определяется по главному лучу 15

I исходяцему из изображения 3 кото2

„„oe от оси автоколлиматора удалено на расстояние 2Ð . Луч 15 отражается от нижней и верхней граней отражателя

7, образуя промежуточное мнимое эображение З и направляется снова в объектив 5. На плоскости P изобра(( жению 3< соответствует изображение (If

3 <марки. его положение определяется лучом 16, исходящим из мнимого изображения 3 . Мнимое изображение

3 " "как ° .

p, удалено от оптической оси на величину 2(.9 /S ° Луч 16 отра1 ( жается от зеркала 6 в виде луча 16

t который в плоскости P образует иэоб((( ражение 32 и направляется в обьектив.

В плоскости Р этот луч образует иэображение 3, удаленное от оси на

Мвеличину (: . Положение изображения 3 определяется по главному лучу 17

Г который исходит из изображения 3" ( удаленного от оси автоколлиматора на величину 4 C . Величина 0 определяется Формулой:

Составитель И.Нилов

Редактор A.Лежнина ТехредВ,Далекорей Корректор И.Иуска

Заказ 742/43 Тираж 497 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4