Оптико-механический мультипликатор

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить скорость вращения изображения. Мультипликатор содержит оптический вращатель изображения в виде призмы 1 Дове, по обе стороны которого установлены прямоугольные двугранные зеркальные отражатели 2 и 3. Световой поток от осветителя 5 освещает предмет 7 и, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, проходит через отвер

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 01 М 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3848632/24-10 (22) 28.01.85 (46) 15.01.87. Бюл. У 2 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (12) Ю.В. Колодеж и А.Б, Шерешев (53) 535.8(088.8) (56) Фефилов Б.В. Прикладная оптика.

М.: Изд-во геодезической и картографической литературы. 1947, с. 107.

Филиппов В.Г. Цифраторы перемещений. Воениздат, 1965, с. 56..,ЯО 1283574 A 1 (54) OIITHKO-МЕХАНИЧЕСКИЙ MYJIbTHIIJIHKATOP (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить скорость вращения изображения.

Мультипликатор содержит оптический вращатель изображения в виде призмы 1 Дове, по обе стороны которого установлены прямоугольные двугранные зеркальные отражатели 2 и 3. Световой поток от осветителя 5 освещает предмет 7 и, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, проходит через отвер1283574 стие, выполненное диаметром, равным рез телескопическую систему 10 на диаметру выходного зрачка системы анализатор 11. При повороте призмы 1 ввода, на призму 1. Многократно отра- на некоторый угол р изображение смеженный от граней призмы 1 и отражате- щается в плоскости анализа на угол 1,. ля 2 параллельный пучок попадает че- где i-коэф.передачи мультипликатора5ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптических и оптикоэлектронных измерительных приборах для увеличения точности измерения.

Целью изобретения является увеличение скорости вращения изображения.

На фиг. 1-3 показано вращение изображения при каждом прохождении оптического вращателя изображения; на фиг. 4 — движение главного луча по поверхности отражателей и вращателя при каждом прохождении последнего; на фиг. 5 — схема оптико-механического мультиппикатора (для упрощения в качестве вращателя изображения показана призма Дове).

На фиг. 1 показано расположение предмета А и еге иэображения, прошед1

mего через оптический вращатель изображения после его поворота против часовой стрелки, плоскости g, прохо-. дящей через главную оптическую ось вращения, плоскости с, проходящей через главную опгическую ось и перпен дикулярно плоскости g, а также положение 6, которое занимает плос-, кость g после поворота вращателя на

На фиг. 2 показано взаимное поло-! п жение предмета А его иэображения А при втором обратном проходе оптического вращателя. Предметом в данном ! случае является А, но из-за наличия о отражателя оно повернуто на 40 в противоположную сторону вращения вращателя. Используя главную оптическую ось вращателя как ось симметрии, не трудно найти положение изображения— о оно повернуто ва угол 80 . в сторону вращения оптического вращателя иэображения (фиг, 2) .

На фиг. 3 аналогичным образом найи дены положения предмета А и изобра.— жения А" . Изображение повернуто на!

120 в сторону вращения оптического вращателя изображения.

Таким образом, скорость вращения иэображения определяется формулой

5 Я= 2nQ, (1), где и — число проходов светового луча через оптический вращатель изображения;

Й - скорость вращения оптическо l0

ro вращателя изображения.

Как видно из формулы (1), изменяемым параметром является и — число проходов светового луча через вращатель. Это число определяется взаимным расположением отражателей, основное свойство которых — изменять на противоположное направление вращения светового потока перед каждым последующим прохождением оптического вращателя, а также обеспечивать сдвиг светового потока по поверхности вращателя при каждом последующем прохождении. Таким свойством обладают уголковые отражатели.

На фиг. 4 показано взаимное расположение ребер f и 2 отражателей, оси вращения вращателя (она направлена перпендикулярно поверхности чертежа и совпадает с главной оптичес30 кой осью — т. В ). Ось вращения вра1 щателя проходит через точку пересечения ребра нижнего отражателя и плоскости симметрии m, проходящей через главную оптическую ось оптичес 5 кого вращателя изображения. Световой луч при первом проходе вращателя совпадает с оптической осью и осью вращения. Точками показано.отражение главного луча от отражателей с ребрами f, Р. Например, т. 2Н обозначает второй проход через вращатель, первое отражение на нижнем отражателе. Точка 2Н вЂ” второй проход через вращатель, второе отражение на

1 нижнем отражателе. После точки 58

1283574 (первое отражение на верхнем отражателе после пятого прохода через вращатель) картина повторяется в обратном направлении. Отражатель 2 сдвинут на расстояние а от оси вращения. Величина а зависит от сечения светового пятна и определяет габариты оптического вращателя изображения; на количество прохождений через вращатель не влияет. Кроме того, отражатель 1 повернут, образуя своим ребром и ребром Й угол с . От величины этого угла зависит количество прохождений луча через оптический вращатель. Количество прохождений определяется формулой

«+z и = 2 90o а угол п = где — .К = 1,2,3, ° ...

Например, при К = 2 получают 16 прохождений светового пучка через о вращатель, а ос = 22 30 . Чем выше значение К, тем более жесткие требо вания предъявляются к оптике. 25

Соотношение угловых скоростей вра, щателя и изображения, передаваемого через него, остается постоянным, определяется целым числом практически без погрешности. Это приводит к уве- 30 личению точности измерения, так как основная погрешность приборов, использующих масштабное преобразование при измерении, заключается в нестабильности и неточности коэффициента преобразования.

Оптико-механический мультипликатор (фиг. 5) состоит из оптического вращателя изображения 1 — призмы-Дове, отражателей 2 и 3, предварительно ус-40 тановленных по автоколлиматору таким образом, что нормали к их ребрам параллельны оси вращения, одно ребро сдвинуто в сторону от оси вращения на величину сечения светового потока и развернуто на требуемый угол о6 по отношению к первому ребру корпуса призмы Дове, системы ввода светового потока, состоящей из осветителя (оптический квантовый генератор) 5, телескопической системы 6, предмета 7, телескопической системы 8 с фокусирующим элементом, полупрозрачного зеркала 9, системы анализа поворота изображения, включающей в себя телеско- 5 пическую систему 10, анализатор 11, механического привода 4, состоящего из зубчатой передачи 12 и шкалы поворота 13 вращателя изображения.

Устройство работает следующим образом.

Осветитель 5 через телескопическую систему 6 освещает предмет 7 (растр с равными прозрачными и непрозрачными секторами), телескопическая система 8 уменьшает сечение светового пучка до первоначального размера. Затем параллельный пучок, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, через отверстие в уголковом отражателе 3 многократно (в зависимости от взаимного разворота отражателей 2 и 3) проходит оптический врщатель изображения и возвращается обратно через отверстие в отражателе 3, проходит полупрозрачное зеркало 9 и телескопическую систему 10, попадает на анализатор 11 — такой же растр как и 7. Пока вращатель изображения неподвижен, изображение предмета 7 тоже неподвижно. При повороте вращателя изображения на угол 15 изображение поворачивается в плоскости анализа на угол iP, где i коэффициент передачи оптико-механи720 ческого мультипликатора, 90 (= — — „, где 1 = 0,1...).

Оптико-механический мультипликатор по сравнению с механическим мультипликатором имеет точность,и стабильность коэффициента передачи на порядок вьппе, так как в данном устройстве повьппена точность изготовления деталей. Точность коэффициента передачи повьзпает общую точность оптического измерительного прибора.

Мультипликатор может быть применен как в приборах для угловых измерений, так и в приборах для линейных измерений. Функции оптико-механического мультипликатора, аналогичны функции отсчетного микроскопа, который определяет величину домера (дробную часть), разбивая процесс измерения на два этапа. Оптико-механический мультипликатор исключает второй этап, повышая тем самым производительность труда.

Формула изобретения

Оптико-механический мультипликатор, содержащий оптический вращатель изображения с механическим приводом, систему ввода светового потока и систему анализа поворота изображения, 5 1283574 6 отличающийся тем, что, светового потока и центр которого с целью увеличения скорости вращения совпадает с ребром двугранного угла изображения, он снабжен двумя прямо- и с осью вращения оптического враугольными двухгранными зеркальными щателя иэображения, ребро двугранноотражателями, установленными по обе 5 ro угла второго отражателя разверстороны оптического вращателя изоб- нуто вокруг оси вращения относительражения ребрами двугранного угла пер- но ребра первого отражателя на угол о к пендикулярно оси вращения, в первом Ы = 90 /2, где К = 0,1,2,3 и сдвииэ которых по ходу луча выполнено от- нуто относительно оси вращения на верстие, диаметр которого равен диа- 10 величину диаметра выходного зрачка метру выходного зрачка системы ввода системы ввода светового потока ° срсм2

Составитель В . Дринь

Редактор Л. Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 7428/38 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4